Készítsen saját biodízelt 80 centért gallononként
|
By Jeffrey Yago, P.E., CEM |
 |
| Issue #101 – szeptember/október, 2006 |
Nem az én Ford F-250 diesel crew-cab pickupom miatt kezdett el érdekelni a saját biodízel üzemanyag készítése. Nem, az utolsó csepp a pohárban az volt, amikor 150 dollárért feltöltöttem a 48 gallonos üzemanyagtartályát, ami arra késztetett, hogy kiderítsem, mi ez a biodízel-felhajtás!
Azt hiszem, a legtöbbeknél hosszabb időbe telt, mire fontolóra vettem a bioüzemanyagot; mivel a biodízelről csak a “mentsük meg a Földet” tömegtől hallottam vagy olvastam, akik régi dízel iskolabuszokkal közlekedtek, “flower power” és kifakult “stop global warming” lökhárítómatricákkal teleaggatva – olyan jelzők, amelyeket azonnal ki kell törölni az emlékezetemből. Valójában egy Jack Jones nevű családi barátom, akinek több dízelüzemű járműve van, egy nap megkérdezte tőlem, hogy tudom-e, hogyan lehet biodízel üzemanyagot készíteni, és ez elindított a keresés útján.
Függetlenül attól, hogy kik voltak a korai támogatói, a saját üzemanyag készítése dízelüzemű teherautók, mezőgazdasági traktorok és tartalék generátorok működtetésére tökéletes választás mindenkinek, aki nem a hálózaton vagy egy farmon él. A dízelüzemanyagot nem csak könnyű előállítani, de nagyon kevés felszerelésre van szükség az induláshoz. Mint minden hobbihoz, amely megszállottsággá válhat, természetesen később drágább berendezésekkel is lehet finomítani a folyamatot, ezért az alapokkal kezdem.
Hol kezdjem
Szükséged lesz egy helyi és folyamatos készletre eldobott étolajból, enélkül pedig csak az idődet vesztegeted. Ez azt jelenti, hogy barátkoznod kell a közeli gyorséttermek vezetőivel.
A biodízel előállításához számos különböző méretű és formájú vegyszertartály áll rendelkezésre. (A fotó a Utah Bio-Diesel Supply jóvoltából)
Minden biodízel-készítési folyamat a kereskedelmi célú fritőzökből származó, kidobott növényi hulladékolajjal (WVO) kezdődik, és tartalmazhat zsírt és más konyhai zsiradékot is. A legtöbb esetben ezt a hulladék étolajat minden nap végén az éttermek mögötti ideiglenes tárolótartályokba ürítik. Jelenleg a legtöbb gyorsétterem fizet valakinek, aki hetente elszállítja ezt a kidobott olajat a többi éttermi hulladékkal együtt. Ahogy azonban a biodízel egyre népszerűbbé válik, hamarosan saját forrásainkat fogjuk védeni, és azon fogunk harcolni, hogy ki ér oda előbb minden héten! Mivel nem lehet csak úgy visszatolatni egy 500 kilós tartály folyékony hulladékolajat, és egy vödörbe önteni, szükség lesz egy 50-100 gallonos tartályra a teherautó platóján vagy egy kis pótkocsin. Szüksége lesz egy akkumulátoros üzemanyagszivattyúra is; de nem kell aggódnia, mindezek az elemek könnyen beszerezhetők, és a cikk végén felsorolom az összes tárgyalt berendezés beszállítóit.
Kihangsúlyoztam, hogy először is meg kell találnia a hulladék növényi olaj forrását. Ha 100 mérföldet kell vezetnie egy városba, hogy felkutasson egy gyorséttermet, akkor lehet, hogy több üzemanyagot használ fel a hulladékolaj begyűjtéséhez, mint amennyit elő tud állítani, ezért ezt tartsa szem előtt.
Kémiai folyamat
Nem megyek bele a ténylegesen lezajló kémiai folyamat részletes leírásába, mivel ezt könnyen meg fogja tudni, ha jobban belemerül. Mivel olyan egyszerű biodízel üzemanyagot készíteni, az internet és a barkácsmagazinok tele vannak olyan készletek reklámjaival, amelyek meglehetősen olcsók, és amelyek megkönnyítik a kezdést. Ha már ténylegesen elkezdte a saját dízelüzemanyag előállítását, vannak üzemanyag-tesztkészletek, üzemanyag-szűrők és egyéb eszközök, amelyeket megvásárolhat, hogy javítsa az üzemanyag-készítés minőségét és állandóságát.
Függetlenül attól, hogy kinek az üzemanyag-készítő készletét vásárolja meg (és ezekből rengeteg van), a biodízel előállításához négy dologra van szükség: Használt növényi olaj, metanol (versenyüzemanyag), nátrium-hidroxid (háztartási lúg) és víz. Nem számít, milyen egyszerű vagy bonyolult eljárást választasz, ezek feltétlenül szükségesek.
Biztonsági kérdések
Mielőtt elindulnál a hátsó kertbe, és egy doboz lefolyónyitót (lúg) és a fiad modellrepülőgép-üzemanyagát (metanol) beledobnád egy étolajjal teli kávésdobozba, néhány biztonsági óvintézkedés nem árt. A biodízel előállításához szükséges minimális felszerelés miatt természetesen lehetséges saját feldolgozót építeni a semmiből. Azonban az, hogy hogyan keverjük össze ezeket a nagyon reaktív vegyszereket, és hogyan kezeljük őket a keverés során, komoly biztonsági aggályokat vet fel.
Először is, a metanol rendkívül gyúlékony, de a legtöbb más gyúlékony folyadékkal ellentétben égésekor nincs látható láng. Talán Ön is nézte már a nagyteljesítményű sportautóversenyeket, amikor a boxcsapat egyik tagja hirtelen, minden látható ok nélkül elkezdett a földön gurulni. Ezeket az autókat metanollal tankolják, és a gyors boxkiállások során gyakori az üzemanyag kifolyása, ami néha azt eredményezi, hogy a személyzet tagja súlyos égési sérüléseket szenved, még akkor is, ha nem lát lángokat vagy füstöt. Ha lúggal keveredik, a keletkező nátrium-metoxid bárhol éget, ahol csupasz bőrrel érintkezik. Ráadásul nem fogod észrevenni, hogy megégetted magad, mivel azonnal elpusztítja az összes idegvégződést.
Basic bio-dízel készítő készlet háztartási meleg vízmelegítővel. (Photo courtesy of Utah Bio-Diesel Supply)
Ha használt már valaha közönséges háztartási lúgot eldugult lefolyók felnyitására vagy szappankészítésre, akkor tudja, hogy a lúg a bőrre is nagyon veszélyes, és a vízbe öntve rendkívül forróvá válik. A lúg gyorsan korrodálja az alumíniumot, az ónedényeket, a cinkbevonatokat és a legtöbb festéket is, ezért csak üveg, rozsdamentes acél vagy vegyipari minőségű polietilén edényeket használjon, amikor ezeket a maró vegyszereket kezeli.
Egy utolsó figyelmeztetés: A nátrium-metoxid (metanol és lúg keveréke) gőzeit rendkívül veszélyes belélegezni, ezért az üzemanyag-készítés munkaterületének jól szellőztetettnek kell lennie (lehetőleg egy külső fészerben). Legyen a közelben egy tűzoltó készülék és egy vízsugár, amely a tényleges keverési folyamat alatt folyamatosan friss vizet enged egy vödörbe.
Bio-dízelkészítő készletek
Bár végtelen számú lehetséges cső- és tartálykialakítás létezik, úgy tapasztaltam, hogy a legtöbb bio-dízelkészítő készlet két általános kategóriába sorolható, és az Ön lakóhelye és a kívánt üzemanyag minősége nagyban befolyásolhatja, hogy melyik eljárást használja.
A legalapvetőbb szinten a fűtés nélküli eljárás, amely két, általában tölcséres aljú tartályból áll. Szinte az összes ilyen meghirdetett készlet átlagosan 40-44 gallon dízelüzemanyagot készít ciklusonként, így a nagyobb tartály mérete körülbelül 60 gallon. Ebbe a tartályba kerül a folyamat elején a hulladék étolaj.
A nagyobb tartály mellé egy sokkal kisebb, általában körülbelül 15 gallonos tartály van szerelve, amely a metanol (versenyüzemanyag) és a nátrium-hidroxid (háztartási lúg) keverékét tartalmazza. E két vegyszer tényleges mennyisége, amelyet a keverés után a hulladék növényi olaj tartályába pumpálnak, a felhasznált étolaj minőségétől és víztartalmától függ. Általános útmutatásként elmondható, hogy körülbelül 20 térfogatszázaléknyi metanolra van szüksége a hulladékolajhoz, ami átlagosan körülbelül 8 gallon 40 gallon növényi olajra vetítve. Ez a kémiai reakció ciklusonként körülbelül 5 gallon glicerin is keletkezik, amely a 24 órás reakcióidő után a keverőtartály alján képződik. Mivel a glicerin biológiailag lebomló, általában lecsapolják és kidobják.
A hulladék növényi olaj ételmaradékokat és különböző mennyiségű nedvességet tartalmaz, amelyeket az indítás előtt el kell távolítani. A legtöbb lebegő szilárd anyag eltávolítható, ha a használt olajat a keverőtartály feltöltésekor először egy szűrőn keresztül vezetjük át. A lúg növényi olajjal és vízzel keveredve kiváló szappant készíthet, így ha túl sok víz van a hulladék növényi olajban, a gázolajból igazán jó folyékony szappan lehet.
Non-heating bio-diesel készítő készlet. (A fénykép a Summit Enterprises, LLC és az EZ Bio-diesel jóvoltából)
A hidegebb környezeti levegő hőmérsékletének csökkentése és a nedvesség jobb eltávolítása érdekében egyes biodízel-készletek üvegbélésű elektromos melegvíz-fűtést használnak a keverőtartályban. A tartályt úgy módosítják, hogy az eredeti meleg-, hideg- és leeresztőnyílásokhoz különböző csővezetékeket és szelepcsatlakozásokat adnak. Ez kiválóan alkalmas arra, hogy a fáradt olajat indítás előtt 130° F-ra melegítsük fel, ami segít elpárologtatni a fáradt olajban maradt nedvességet.
A bio-dízel készletek, amelyek nem tartalmazzák az olaj első felmelegítését a nedvesség eltávolítása érdekében, meleg éghajlaton jobban működhetnek, mivel nem tudom elképzelni, hogy ezt egy wisconsini pajtában próbáljuk meg februárban. Azonban a melegítés nélküli készletekből is készül biodízel, ha betartja az utasításokat, és nem hagyja, hogy a keverék túl hideg legyen a keverési és reakciófolyamat során. Egyes készletek tartalmaznak tartályszigetelő takarókat a kémiai reakció során keletkező hő megtartására.
Bár a fűtés nélküli bio-dízel készletek is képesek minőségi bio-dízel üzemanyagot előállítani, én személy szerint úgy gondolom, hogy a fűtési folyamat magasabb szintű minőségellenőrzést vezethet be, és csökkenti a nem kívánt szappanok és a felesleges glicerin keletkezésének esélyét. Azonban minden rendszernek és tartálytípusnak vannak előnyei és hátrányai, amelyeket figyelembe kell venni.
A vegyszerek beszerzése
A metanol népszerű üzemanyag az autóversenyzésben, és a nagy teljesítményű motorboltok és versenypályák jó helyei a kis mennyiségek beszerzésének. A kőolajforgalmazók általában nagyobb, 30 és 55 gallonos hordókban árulnak metanolt, ha megengedheti magának, hogy egyszerre ennyit vásároljon. Ne lepődjön meg, ha meglátogatja a helyi seriff, mivel ez az illegális kábítószereket gyártó metamfetamin (“met”) laboratóriumok elsődleges alapanyaga is. Győződjön meg róla, hogy tudják, ki Ön és mit fog csinálni a metanollal.
A metanol tárolási terveit érdemes megbeszélni a megyei tűzoltóparancsnokkal is, mivel az önkéntes tűzoltók nem számítanak arra, hogy egy régi pajtában vagy garázsban keletkezett tűz oltásához hívott, erősen mérgező és robbanásveszélyes vegyi anyagokkal teli hordókat találnak. A legtöbb tűzoltóparancsnok nagyra értékeli, ha figyelembe veszi az önkénteseik biztonságát, akik az elsők lesznek, akik reagálnak, ha nagyon rossz napja van.
Mivel nagyon kevés lúgot fog használni egy tétel bio-dízelhez, a helyi élelmiszerbolt lesz a legjobb forrás. Azzal is, hogy a lúgot kis lezárt dobozokban vásárolja meg, sokkal kisebb az esélye annak, hogy a nedvesség többszöri felbontás után csökkenti a hatékonyságát.
Bio-dízel készlet (Fotó a Home Bio-diesel Kits jóvoltából)
Bio-dízel készlet (Fotó a Home Bio-diesel Kits jóvoltából)diesel Kits)
A hozzávalók összekeverése
Függetlenül attól, hogy vízmelegítő típusú keverőtartályt vagy polietilén tölcséres aljú keverőtartályt fog használni, a kisebb tartályban lévő metanol és lúg keveréke átkerül a nagyobb keverőtartályba, amely már tartalmazza a fáradt olajat. A legtöbb biodízel-készlet legalább egy robbanásbiztos elektromos szivattyút tartalmaz, amely előre be van vezetve egy sor kézi golyós szelephez, amelyek lehetővé teszik, hogy egyetlen szivattyú segítségével töltse meg a tartályokat, keverje össze a tartályokban lévő folyadékokat, és ürítse ki a tartályokat, attól függően, hogy melyik szelep van nyitva vagy zárva.
A tényleges tesztelés, mérés és keverés körülbelül egy órát vesz igénybe. Ezután hagyja, hogy a kémiai folyamat végbemenjen, ami 24 órát vesz igénybe. A legtöbb készlet tartalmaz egy tárcsás időzítőt, amely a megfelelő időben leállítja a keverőszivattyút, így nem kell álldogálnia és várakoznia. A nem kívánt glicerin ez idő alatt leülepszik a keverőtartály alján, majd le kell üríteni és el kell dobni.
Titrálás
Mint már említettük, bár nagyon kevés lúgra lesz szükség, a ténylegesen szükséges lúg mennyisége a használt étolaj egyes tételeinél kissé eltérő lesz. Ha a szükségesnél több lúgot ad hozzá, a keverőtartálya a végén tele lehet gélszerű szappannal. Ha túl kevés lúgot használ, akkor az étolajnak csak egy része fog átalakulni biodízellé, és egy nagy glicerinréteg fog leülepedni a keverőtartály aljára.
Mivel a lúg mennyiségének meghatározása olyan kritikus, hogy a legtöbb biodízel-készlet tartalmaz egy PH-tesztkészletet a hulladékolajhoz, mint amilyeneket a medencevíz tesztelésére használnak a vegyszerek hozzáadása előtt. A fáradtolaj tesztelése azonban valamivel részletesebb, mivel egy “titrálásnak” nevezett eljárást alkalmaz. Ez a vizsgálat megköveteli a minták pontos kimérését és összekeverését meghatározott utasítások szerint, mielőtt az így kapott mintát PH-szintre vizsgálják. A teszteredményeknek egy keverési táblázatba történő beírása megadja a lúg pontos súlyát, amelyre az adott használt étolaj-tételnek szüksége lesz ahhoz, hogy teljes mértékben biodízellé alakuljon át. Általános iránymutatásként a legtöbb használt étolajhoz körülbelül hat-hét gramm lúgra van szükség minden liter használt étolajhoz.
A növényi olaj nem egyesül közvetlenül a metanollal, így a lúg katalizátorként szolgál ehhez a kémiai reakcióhoz, és a szükséges mennyiség kritikus a végtermék sikere szempontjából. Ezért olyan fontos a titrálási teszt minden új tétel megkezdése előtt.
Vizes mosás
A kezdeti figyelmeztetéseimben leírtam, hogy a használt étolajban lévő bármilyen víz hatására a lúg szappant fog előállítani, tehát miért kell vizet hozzáadni, különösen az üzemanyaghoz? Ezzel magam is nehezen birkóztam meg, amikor először kezdtem. Ezt a vizet azután adjuk hozzá, hogy a használt olaj, a metanol és a lúg összekeveredése megtörtént, és létrejött a biodízel üzemanyag.
A víz hozzáadásának célja ebben a végső fázisban az, hogy eltávolítsuk a maradék hulladékokat. Függetlenül attól, hogy milyen jól mért és kevert, mindig lesz némi nem kívánt “szemét”, amelyet el kell távolítani a végtermékből, beleértve a maradék lúgot, glicerint, szappant és feldolgozatlan metanolt. Mindezek a hulladékok vízben oldódnak, és vízzel történő mosással könnyen eltávolíthatók a biodízel üzemanyagból. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a víztömlőt teljes erővel a keverőtartályba kell fordítani. Ha valaha is vett már egy bármilyen olajjal félig teli edényt, vizet adott hozzá, és erőteljesen rázta, akkor egy tejszerű habos keveréket kapott, amelyet szinte lehetetlen volt szétválasztani az eredeti két olaj- és vízrétegre.
A vízpermetes mosási folyamat során a keverőtartály tetején elhelyezett apró “ködösítő” szórófejek segítségével a víz finoman, nagyon apró cseppekben kerül az olaj felszínére anélkül, hogy az olajjal fizikai keveredést okozna. Néhány óra elteltével ez a vízpára lefelé vándorol a biodízel üzemanyagon keresztül, és felszívja a salakanyagokat, mielőtt leülepszik a tartály aljára, ahol kézzel leeresztik.
A kifinomultabb eljárások az akváriumi levegőztetőhöz hasonló buborékos mosást alkalmaznak. A tartályt lassan, keverés nélkül 1/3 részig vízzel és 2/3 részig kész biodízel üzemanyaggal töltik meg. Egy kis légszivattyú levegőt küld le a tartály aljára egy csövön keresztül, amely egy akváriumi “légkővel” végződik, és amely sok apró légbuborékot termel. A felszálló légbuborékok hatására az olajban lévő nem kívánt szennyeződések keveredés nélkül feloldódnak a vízben. A vizet leengedik, és ezt a folyamatot több órán keresztül legalább háromszor megismétlik, mire az összes szennyeződés eltávolításra kerül.
A mosási folyamat befejezése után a kész biodízel üzemanyagot egy éjszakán át ismét állni hagyják, hogy a maradék víz leülepedjen a tartály aljára, ahol leengedik. Ezután a csővezeték szelepeit megfordítják, és a szivattyú a készterméket egy 55 gallonos olajoshordóba szállítja, ahol felhasználásig tárolják. Néhány készlet tartalmaz egy speciális, 5 mikronos üzemanyagszűrőt ezen a szállítóvezetéken, hogy eltávolítsa a maradék részecskéket, amelyek károsíthatják az injektorokat vagy a dízelmotor egyéb alkatrészeit.
Következtetések
Bár ez inkább csak egy áttekintés volt, alapvetően meg kell értenie, hogyan készül a biodízel üzemanyag, és milyen könnyen elkészítheti saját maga a számos elérhető készlet egyikével. A legtöbb alapkészlet 1800 dollár körül kezdődik a nem fűtött tartályos eljárást használók esetében, és 2900 dollár a kereskedelmi minőségű alkatrészeket használó készletek esetében. Több olyan forrást is találtam, amelyek 1000 dollár alatti áron árulják a vízvezeték-szerelvényeket, amelyek csak a robbanásbiztos szivattyút és az előcsövezett szelepegységet tartalmazzák, és amelyeket könnyen csatlakoztathat a saját, helyben megvásárolható elektromos melegvíztartályához.
Függetlenül attól, hogy melyik készlet megvásárlása mellett dönt, vagy hogy a folyamat milyen szintű bonyolultsággal jár, kérjük, kövesse az összes biztonsági utasítást, és viseljen megfelelő védőszemüveget, vegyszerálló kesztyűt, légzőkészüléket és fröccsenésbiztos ruházatot. Csak jól szellőző helyen dolgozzon. Azt is tudnia kell, hogy a metanol szállítása és tárolása rendkívül veszélyes, és az Országos Tűzvédelmi Szabályzat csak két 5 gallonos kanna tárolását engedélyezi egyetlen lakóhelyen. A múltban már leégtek olyan házak, amelyekben olyan autó- és gokartversenyzők lángoltak le, akik gondatlanul egy 55 gallonos hordó metanolt tároltak a hozzá tartozó garázsban.
A következő internetes linkeken kiváló ingyenes információk találhatók a biodízel előállításáról. A Bio-dízel közösségi weboldal és a Bio-dízel vitafórum széleskörű ingyenes információkat és fényképeket tartalmaz, amelyek a bio-dízel előállítási folyamat minden egyes fázisát leírják, többek között: Kémia, tesztelés, keverés, mosás és szűrés. Az alább felsorolt biodízel-berendezések beszállítói az egyes csőszerelvényektől a komplett készletekig mindent kínálnak. További információkért mindenképpen nézze meg az összes linket.
A biodízelkészítéssel kapcsolatos ingyenes információk forrásai
Non-profit bio-dízel közösségi weboldal: www.biodieselcommunity.org
Bio-dízel vitafórum: www.biodiesel.infopop.cc/eve/
A házilag készített bio-dízel rendszerek ingyenes fotói: www.biodieselpictures.com
Mike Pelly, a bio-dízel szószólója gyakorlati tanácsokkal a kezdőknek: www.journeytoforever.org
A minőségi biodízel készletek és berendezések forrásai
| Utah Bio-dízel ellátás: www.utahbiodieselsupply.com csak fax: 801-660-4054Home Bio-Diesel Kits: www.homebiodieselkits.com P.O. Box 5515 Bella Vista, AR 72714 800-679-1398 9:00-tól 19:00 óráig Hétfő… 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: |