Fabriquez votre propre biodiesel pour 80 ¢ le gallon
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By Jeffrey Yago, P.E., CEM |
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Issue #101 – Septembre/Octobre, 2006 |
Mon pick-up Ford F-250 diesel à cabine double n’est pas à l’origine de mon intérêt pour la fabrication de mon propre carburant biodiesel. Non, la goutte d’eau qui a fait déborder le vase, c’est lorsque j’ai rempli son réservoir de 48 gallons au coût de 150 $, qui m’a décidé à découvrir ce qu’était cette agitation autour du biodiesel !
Je pense qu’il m’a fallu plus de temps que la plupart pour envisager le biodiesel ; car tout ce que j’ai jamais entendu ou lu sur le biodiesel provenait de la foule des sauveurs de la terre qui se déplaçait dans de vieux autobus scolaires diesel, plâtrés d’autocollants de pare-chocs » flower power » et » stop global warming » délavés – des indicateurs qui appellent une purge immédiate de ma mémoire. En fait, un ami de la famille nommé Jack Jones, qui possède plusieurs véhicules diesel, m’a demandé un jour si je savais comment fabriquer du carburant biodiesel, et cela m’a lancé dans une quête.
Qu’importe qui étaient les premiers promoteurs, fabriquer son propre carburant pour alimenter les camions diesel, les tracteurs agricoles et les générateurs de secours convient parfaitement à toute personne vivant hors réseau ou dans une ferme. Non seulement le carburant diesel est facile à fabriquer, mais il ne nécessite que très peu d’équipement pour démarrer. Comme tous les passe-temps qui peuvent se transformer en obsession, il est certainement possible d’affiner le processus avec des équipements plus coûteux plus tard, alors je vais commencer par les bases.
Où commencer
Vous aurez besoin d’un approvisionnement local et continu en huile de cuisson jetée, et sans cela, vous ne faites que perdre votre temps. Cela signifie que vous devez vous faire des amis parmi les gérants des fast-foods voisins.
Plusieurs tailles et formes de réservoirs chimiques sont disponibles pour fabriquer du biodiesel. (Photo gracieuseté de Utah Bio-Diesel Supply)
Tous les processus de fabrication de biodiesel commencent avec de l’huile végétale usagée (WVO) mise au rebut provenant de friteuses commerciales, et peuvent inclure du saindoux et d’autres graisses de cuisine. Dans la plupart des cas, cette huile de cuisson usagée est déversée à la fin de chaque journée dans des réservoirs de stockage temporaires situés derrière les restaurants. Actuellement, la plupart des établissements de restauration rapide paient quelqu’un pour enlever cette huile usagée chaque semaine avec les autres déchets du restaurant. Cependant, à mesure que la popularité du biodiesel se répand, nous allons bientôt protéger nos propres sources et nous battre pour savoir qui arrive en premier chaque semaine ! Puisque vous ne pouvez pas simplement reculer jusqu’à un réservoir de 500 livres d’huile usée liquide et le déverser dans un seau, vous aurez besoin d’un réservoir de 50 à 100 gallons dans la benne de votre camion ou sur une petite remorque. Vous aurez également besoin d’une pompe à carburant alimentée par batterie ; mais ne vous inquiétez pas, tous ces articles sont faciles à trouver, et je vais énumérer les fournisseurs de tous les équipements discutés à la fin de cet article.
J’ai souligné que vous devez d’abord trouver une source d’huile végétale usagée. Si vous devez conduire 100 miles dans une ville pour localiser un fast-food, vous risquez d’utiliser plus de carburant en collectant l’huile usagée que vous ne pouvez en fabriquer, alors gardez cela à l’esprit.
Processus chimique
Je ne vais pas entrer dans une description détaillée du processus chimique réel qui a lieu, car vous l’apprendrez facilement lorsque vous serez plus impliqué. Comme il est très facile de fabriquer du carburant biodiesel, Internet et les magazines de bricolage regorgent de publicités pour des kits assez peu coûteux qui vous permettront de vous lancer beaucoup plus facilement. Une fois que vous avez effectivement commencé à produire votre propre carburant diesel, il existe des kits de test de carburant, des filtres à carburant et d’autres dispositifs que vous pouvez acheter pour améliorer la qualité et la cohérence de votre fabrication de carburant.
Quel que soit le kit de fabrication de carburant que vous achetez (et il y en a beaucoup), il faut quatre choses pour fabriquer du biodiesel : De l’huile végétale usagée, du méthanol (carburant de course), de l’hydroxyde de sodium (lessive ménagère) et de l’eau. Peu importe la simplicité ou la complexité du processus que vous choisissez, ces éléments sont absolument indispensables.
Problèmes de sécurité
Avant de vous diriger dans l’arrière-cour et de laisser tomber un bidon de déboucheur (soude) et le carburant du modèle réduit d’avion de votre fils (méthanol) dans une boîte à café remplie d’huile de cuisson, quelques précautions de sécurité s’imposent. En raison de l’équipement minimal requis pour fabriquer du biodiesel, il est certainement possible de construire son propre processeur à partir de rien. Cependant, la façon dont ces produits chimiques très réactifs sont mélangés et leur manipulation pendant ce mélange présentent de sérieux problèmes de sécurité.
Premièrement, le méthanol est extrêmement inflammable, mais contrairement à la plupart des autres liquides inflammables, il n’a pas de flamme visible lorsqu’il brûle. Vous avez peut-être regardé des courses de voitures de sport à haute performance lorsqu’un membre de l’équipe des stands s’est soudainement mis à rouler sur le sol sans raison apparente. Ces voitures sont alimentées en méthanol, et les déversements de carburant sont fréquents lors des arrêts au stand rapides, ce qui entraîne parfois de graves brûlures pour un membre de l’équipe, même si vous ne voyez ni flamme ni fumée. Une fois mélangé à la soude, le méthoxyde de sodium qui en résulte brûle tout ce qui touche la peau nue. De plus, vous ne vous rendrez pas compte que vous êtes brûlé, car il tue immédiatement toutes les terminaisons nerveuses.
Kit de fabrication de biodiesel de base utilisant un chauffe-eau résidentiel. (Photo courtoisie de Utah Bio-Diesel Supply)
Si vous avez déjà utilisé de la soude ménagère ordinaire pour déboucher des canalisations bouchées ou fabriquer du savon, vous savez que la soude est également très dangereuse pour votre peau et devient extrêmement chaude lorsqu’elle est versée dans l’eau. La soude corrode aussi rapidement l’aluminium, les casseroles en étain, les revêtements en zinc et la plupart des peintures, alors n’utilisez que des récipients en verre, en acier inoxydable ou en polyéthylène de qualité chimique pour manipuler ces produits chimiques caustiques.
Un dernier avertissement : Les vapeurs de méthoxyde de sodium (mélange de méthanol et de soude) sont extrêmement dangereuses à respirer, donc votre zone de travail de fabrication de combustible doit être bien ventilée (de préférence un hangar extérieur). Disposez d’un extincteur et d’un tuyau d’eau à proximité déversant constamment de l’eau fraîche dans un seau pendant le processus de mélange proprement dit.
Kits de fabrication de biodiesel
Bien qu’il existe une infinité de conceptions possibles de tuyauterie et de réservoir, j’ai constaté que la plupart des kits de fabrication de biodiesel peuvent être divisés en deux catégories générales, et l’endroit où vous vivez et la qualité du carburant désiré peuvent avoir beaucoup à voir avec le processus que vous utilisez.
Au niveau très basique, on trouve le procédé sans chauffage qui consiste en deux réservoirs, dont le fond est généralement en forme d’entonnoir. Presque tous ces kits annoncés feront une moyenne de 40 à 44 gallons de carburant diesel par cycle, de sorte que le plus grand réservoir aura une taille d’environ 60 gallons. Ce réservoir contiendra l’huile de cuisson usagée au début du processus.
Monté à côté du plus grand réservoir, il y a un réservoir beaucoup plus petit, généralement d’environ 15 gallons, qui contiendra le mélange de méthanol (carburant de course) et d’hydroxyde de sodium (lessive domestique). La quantité réelle de ces deux produits chimiques qui sera pompée dans le réservoir d’huile végétale usagée après leur mélange dépend de la qualité et de la teneur en eau de l’huile de cuisson utilisée. En règle générale, vous aurez besoin d’environ 20 % de méthanol par rapport à l’huile usagée par volume, ce qui représente une moyenne d’environ 8 gallons pour 40 gallons d’huile végétale. Cette réaction chimique génère également environ 5 gallons de glycérine par cycle, qui se forme au fond du réservoir de mélange après les 24 heures de réaction. Comme la glycérine est biodégradable, elle est généralement drainée et jetée.
L’huile végétale usagée contiendra des particules alimentaires et divers niveaux d’humidité qui doivent être éliminés avant de commencer. La plupart des solides en suspension peuvent être éliminés en passant d’abord l’huile usagée à travers une crépine lorsque vous remplissez le réservoir de mélange. Le mélange de la lessive avec de l’huile végétale et de l’eau donne un excellent savon, donc trop d’eau dans l’huile végétale usagée et votre carburant diesel peut se révéler être un très bon savon liquide.
Kit de fabrication de biodiesel non chauffant. (Photo courtoisie de Summit Enterprises, LLC et EZ Bio-diesel)
Pour réduire les effets de la température plus froide de l’air ambiant et améliorer l’élimination de l’humidité, certains kits de biodiesel utilisent un réchauffeur d’eau chaude électrique à revêtement en verre pour le réservoir de mélange. Le réservoir est modifié en ajoutant différentes tuyauteries et connexions de vannes aux ouvertures d’origine pour l’eau chaude, l’eau froide et la vidange. Cela constitue un excellent moyen de chauffer l’huile usée à 130° F avant de démarrer, ce qui aide à évaporer toute humidité restante dans l’huile usée.
Les kits biodiesel qui n’impliquent pas de chauffer d’abord l’huile pour éliminer l’humidité peuvent fonctionner mieux dans les climats chauds, car je ne peux pas imaginer essayer de le faire dans une grange du Wisconsin en février. Cependant, les kits sans chauffage produisent du biodiesel si vous suivez les instructions et évitez de laisser le mélange devenir trop froid pendant le processus de mélange et de réaction. Certains kits incluent des couvertures d’isolation de réservoir pour conserver la chaleur produite par la réaction chimique.
Bien que les kits de biodiesel sans chauffage puissent produire du carburant biodiesel de qualité, je pense personnellement que le processus de chauffage peut introduire un niveau plus élevé de contrôle de la qualité et réduit les chances de produire des savons indésirables et un excès de glycérine. Cependant, chaque système et type de réservoir présente des avantages et des inconvénients qui doivent être pris en compte.
Achat des produits chimiques
Le méthanol est un carburant populaire pour les courses automobiles, et les ateliers de moteurs haute performance et les circuits de course sont un bon endroit pour acheter de petites quantités. Les distributeurs de produits pétroliers vendent généralement le méthanol dans de grands fûts de 30 et 55 gallons si vous pouvez vous permettre d’en acheter autant en une seule fois. Ne soyez pas surpris si vous recevez la visite du shérif local, car c’est également l’ingrédient principal des laboratoires de méthamphétamine (« meth ») qui fabriquent des drogues illégales. Assurez-vous qu’ils sachent qui vous êtes et ce que vous allez faire du méthanol.
C’est aussi une bonne idée de discuter de vos plans de stockage du méthanol avec le commissaire aux incendies de votre comté, car les pompiers volontaires ne s’attendent pas à trouver des fûts remplis de produits chimiques hautement toxiques et potentiellement explosifs lorsqu’ils sont appelés à combattre un incendie dans une vieille grange ou un garage. La plupart des commissaires aux incendies apprécieront que vous preniez en compte la sécurité de leurs volontaires qui seront les premiers à intervenir si vous passez une très mauvaise journée.
Puisque vous utiliserez très peu de soude par lot de biodiesel, votre épicerie locale sera votre meilleure source. De plus, en achetant la soude dans de petits bidons scellés, il y a beaucoup moins de chances que l’humidité réduise son efficacité après qu’elle ait été ouverte plusieurs fois.
Kit de biodiesel (Photo courtoisie de Home Bio-diesel Kits)
Mélange des ingrédients
Que vous utilisiez un réservoir de mélange de type chauffe-eau ou un réservoir de mélange à fond d’entonnoir en polyéthylène, le mélange de Méthanol et de soude dans le plus petit réservoir sera transféré dans le plus grand réservoir de mélange contenant déjà l’huile usagée. La plupart des kits de biodiesel comprennent au moins une pompe électrique antidéflagrante pré-pipée vers une série de vannes à bille manuelles qui permettent d’utiliser une seule pompe pour remplir les réservoirs, mélanger les liquides dans les réservoirs et vidanger les réservoirs, selon les vannes ouvertes ou fermées.
Les tests, les mesures et les mélanges proprement dits prennent environ une heure. Ensuite, vous laissez le processus chimique se dérouler, ce qui prend 24 heures. La plupart des kits comprennent un minuteur à cadran pour arrêter la pompe de mélange au bon moment, de sorte que vous n’avez pas besoin de rester debout et d’attendre. La glycérine indésirable se déposera au fond de la cuve de mélange pendant ce temps, puis sera drainée et jetée.
Titration
Comme mentionné précédemment, bien que très peu sera nécessaire, la quantité réelle de soude requise sera légèrement différente pour chaque lot d’huile de cuisson usagée. Si vous ajoutez plus que la quantité de soude nécessaire, votre cuve de mélange pourrait se retrouver remplie de savon de type gel. Si vous utilisez trop peu de soude, seule une partie de l’huile de cuisson se transformera en biodiesel, avec une grande couche de glycérine qui se déposera au fond de la cuve de mélange.
Puisque la détermination de la quantité de soude à utiliser est si critique, la plupart des kits de biodiesel incluent un kit de test de PH pour l’huile usagée, comme ceux utilisés pour tester l’eau de piscine avant d’ajouter des produits chimiques. Cependant, le test des huiles usagées est légèrement plus détaillé, car il utilise un processus appelé « titrage ». Ce test exige que les échantillons soient mesurés avec précision et mélangés selon des instructions spécifiques avant que le niveau de PH de l’échantillon résultant soit testé. En inscrivant les résultats du test sur un tableau de mélange, on obtient le poids exact de la lessive dont ce lot particulier d’huile de cuisson usagée aura besoin pour être entièrement converti en biodiesel. En règle générale, la plupart des huiles de cuisson usagées nécessiteront environ six à sept grammes de soude pour chaque litre d’huile de cuisson usagée.
L’huile végétale ne se combine pas directement avec le méthanol, la soude sert donc de catalyseur pour cette réaction chimique, et la quantité nécessaire est essentielle au succès du produit final. C’est pourquoi le test de titrage est si important avant de commencer chaque nouvelle fournée.
Lavage à l’eau
Je réalise que mes avertissements initiaux décrivaient comment toute eau dans l’huile de cuisson usagée fera que la lessive produira du savon, alors pourquoi avons-nous besoin d’ajouter de l’eau, surtout au carburant ? J’ai moi-même eu du mal avec cette question lorsque j’ai commencé. Cette eau est ajoutée après que le mélange de l’huile usagée, du méthanol et de la lessive a eu lieu et que le carburant biodiesel a été créé.
Le but de l’ajout d’eau à cette étape finale est d’éliminer tous les déchets restants. Quelle que soit la qualité de vos mesures et de votre mélange, il y aura toujours des » déchets » indésirables qui devront être retirés du produit final, notamment les restes de soude, de glycérine, de savon et de méthanol non transformé. Tous ces déchets sont solubles dans l’eau et peuvent être facilement éliminés du carburant biodiesel par un lavage à l’eau. Cependant, cela ne veut pas dire qu’il faut tourner le tuyau d’eau à fond dans le réservoir de mélange. Si vous avez déjà pris un bocal à moitié rempli de n’importe quelle huile, ajouté de l’eau et vigoureusement secoué, vous vous êtes retrouvé avec un mélange de mousse laiteuse qui était presque impossible à séparer en deux couches originales d’huile et d’eau.
Le procédé de lavage par pulvérisation d’eau fait appel à de minuscules buses de pulvérisation » brumisantes » situées en haut du réservoir de mélange qui introduisent doucement l’eau vers le bas sur la surface de l’huile en très petites gouttelettes sans provoquer de mélange physique avec l’huile. Après quelques heures, ce brouillard d’eau va migrer vers le bas à travers le carburant biodiesel et absorber les déchets avant de se déposer au fond du réservoir où il est vidangé manuellement.
Des procédés plus sophistiqués utilisent un lavage à bulles similaire à un aérateur d’aquarium. Un réservoir est lentement rempli à 1/3 d’eau et à 2/3 de carburant biodiesel fini, sans mélange. Une petite pompe à air envoie de l’air au fond de ce réservoir par un tube se terminant par une « pierre à air » d’aquarium, qui produit de nombreuses petites bulles d’air. Les bulles d’air ascendantes font que les contaminants indésirables contenus dans l’huile se dissolvent dans l’eau sans se mélanger. L’eau est vidangée, et ce processus est répété au moins trois fois sur une période de plusieurs heures avant que tous les contaminants aient été éliminés.
Une fois le processus de lavage terminé, le carburant biodiesel fini est laissé reposer à nouveau toute la nuit, ce qui donne le temps à l’eau restante de se déposer au fond du réservoir où elle est vidangée. Les vannes de la tuyauterie sont alors inversées et la pompe transfère le produit final dans un baril de 55 gallons pour le stocker jusqu’à ce qu’il soit prêt à être utilisé. Certains kits incluent un filtre à carburant spécial de 5 microns sur cette ligne de livraison pour éliminer toute particule restante qui pourrait endommager les injecteurs ou d’autres pièces du moteur diesel.
Conclusions
Bien que cela ait été plus un aperçu, cela devrait vous donner une compréhension de base de la façon dont le carburant biodiesel est fabriqué et de la facilité avec laquelle vous pouvez le faire vous-même en utilisant l’un des nombreux kits disponibles. La plupart des kits de base commencent aux alentours de 1 800 dollars pour ceux qui utilisent le processus de réservoir non chauffé, et de 2 900 dollars pour les kits utilisant des composants de qualité commerciale. J’ai également trouvé plusieurs sources qui vendent les ensembles de plomberie contenant uniquement la pompe antidéflagrante et l’ensemble de vannes pré-tuyautées pour moins de 1 000 $, que vous pouvez facilement connecter à votre propre réservoir d’eau chaude électrique que vous pouvez acheter localement.
Quel que soit le kit que vous décidez d’acheter, ou le niveau de sophistication que votre processus impliquera, veuillez suivre toutes les instructions de sécurité et porter des lunettes de protection appropriées, des gants résistant aux produits chimiques, un respirateur et des vêtements anti-éclaboussures. Travaillez uniquement dans une zone bien ventilée. Vous devez également savoir que le transport et le stockage du méthanol sont extrêmement dangereux et que le Code national de prévention des incendies n’autorise le stockage que de deux bidons de 5 gallons dans un même lieu d’habitation. Des maisons ont été incendiées dans le passé par des personnes impliquées dans des courses automobiles et de karting qui avaient négligemment stocké un baril de 55 gallons de méthanol dans leur garage attenant.
Les liens Internet suivants contiennent d’excellentes informations gratuites sur la fabrication du biodiesel. Le site Web de la communauté biodiesel et le forum de discussion sur le biodiesel contiennent de nombreuses informations gratuites et des photographies décrivant chaque phase du processus de fabrication du biodiesel, notamment : La chimie, les tests, le mélange, le lavage et le filtrage. Les fournisseurs d’équipements pour le biodiesel, également répertoriés ci-dessous, proposent tout, des raccords de tuyaux individuels aux kits complets. Assurez-vous de vérifier tous les liens pour plus d’informations.
Sources d’informations gratuites sur la fabrication du biodiesel
Site web communautaire à but non lucratif sur le biodiesel : www.biodieselcommunity.org
Forum de discussion sur le biodiesel : www.biodiesel.infopop.cc/eve/
Photos gratuites de systèmes biodiesel faits maison : www.biodieselpictures.com
Mike Pelly, défenseur du biodiesel avec des conseils pratiques pour les novices : www.journeytoforever.org
Sources de kits et d’équipement de qualité pour le biodiesel
| Utah Bio-diesel Supply: www.utahbiodieselsupply.com fax uniquement : 801-660-4054Kits de biodiesel domestiques: www.homebiodieselkits.com P.O. Box 5515 Bella Vista, AR 72714 800-679-1398 9h00 à 19h00 du lundi au vendredi.Fri. 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: |
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