Maak je eigen biodiesel voor 80¢ per gallon

Door Jeffrey Yago, P.E., CEM
Issue #101 – September/Oktober, 2006

Mijn Ford F-250 diesel pick-up met crew-cab heeft er niet voor gezorgd dat ik me ben gaan interesseren voor het maken van mijn eigen bio-dieselbrandstof. Nee, de druppel was toen ik zijn 48-gallon tank vulde voor een bedrag van $150, wat me deed besluiten om uit te zoeken waar die biodiesel commotie allemaal over ging!

Ik denk dat het langer duurde voordat ik bio-brandstof overwoog dan de meesten; want alles wat ik ooit hoorde of las over biodiesel was afkomstig van de red-de-aarde menigte die rondreed in oude diesel schoolbussen, beplakt met “flower power” en vervaagde “stop global warming” bumperstickers indicatoren die onmiddellijk uit mijn geheugen gewist moeten worden. Eigenlijk, een vriend van de familie genaamd Jack Jones, die meerdere dieselvoertuigen bezit, vroeg me op een dag of ik wist hoe je bio-diesel brandstof maakt, en dit zette me op een zoektocht.

Ontgeacht wie de vroege promotors waren, het maken van je eigen brandstof om dieselvrachtwagens, landbouwtractoren, en back-up generatoren aan te drijven is een perfecte pasvorm voor iedereen die off-grid of op een boerderij woont. Dieselbrandstof is niet alleen gemakkelijk te maken, maar er is ook heel weinig materiaal voor nodig om te beginnen. Zoals alle hobby’s die kunnen uitgroeien tot een obsessie, is het zeker mogelijk om het proces later te verfijnen met duurdere apparatuur, dus ik zal beginnen met de basis.

Waar te beginnen

Je hebt een lokale en continue aanvoer van afgegoten bakolie nodig, en zonder dat, verspil je gewoon je tijd. Dit betekent dat u vrienden moet worden met de managers van fastfoodrestaurants in de buurt.

Veel verschillende maten en vormen van chemische tanks zijn beschikbaar om bio-diesel te maken. (Foto met dank aan Utah Bio-Diesel Supply)

Alle biodieselproductieprocessen beginnen met afgedankte plantaardige olie (WVO) uit commerciële frituurpannen, en kunnen ook reuzel en ander keukenvet bevatten. In de meeste gevallen wordt deze afgewerkte bakolie aan het eind van elke dag gedumpt in tijdelijke opslagtanks achter de restaurants. Momenteel betalen de meeste fast-foodrestaurants iemand om deze afgewerkte olie elke week samen met het andere restaurantafval te verwijderen. Maar naarmate biodiesel populairder wordt, zullen we binnenkort onze eigen bronnen beschermen en vechten om wie er elke week het eerst is! Aangezien u niet zomaar een 500-pond tank met vloeibare afvalolie in een emmer kunt dumpen, hebt u een 50 tot 100-gallon tank nodig in uw vrachtwagen of op een kleine aanhangwagen. Je hebt ook een brandstofpomp op batterijen nodig; maar maak je geen zorgen, al deze items zijn gemakkelijk te vinden, en ik zal een lijst geven van leveranciers van alle besproken apparatuur aan het einde van dit artikel.

Ik heb benadrukt dat je eerst een bron van afgewerkte plantaardige olie moet vinden. Als je 100 mijl in een stad moet rijden om een fast-food restaurant te vinden, gebruik je misschien meer brandstof voor het verzamelen van afgewerkte olie dan je kunt produceren, dus houd dit in gedachten.

Chemisch proces

Ik ga niet in op een gedetailleerde beschrijving van het eigenlijke chemische proces dat plaatsvindt, omdat je dit gemakkelijk zult leren als je er meer bij betrokken raakt. Omdat het zo eenvoudig is om biodieselbrandstof te maken, staan het Internet en de doe-het-zelf-tijdschriften vol met advertenties voor bouwpakketten die vrij goedkoop zijn en het u veel gemakkelijker maken om aan de slag te gaan. Zodra u daadwerkelijk bent begonnen met het maken van uw eigen dieselbrandstof, zijn er brandstof test kits, brandstoffilters, en andere apparaten die u kunt kopen om de kwaliteit en consistentie van uw brandstof maken te verbeteren.

Gelijk van welke brandstof-making kit je koopt (en er zijn er genoeg), er zijn vier dingen nodig om bio-diesel te maken: Afgewerkte plantaardige olie, methanol (racebrandstof), natriumhydroxide (huishoudloog), en water. Hoe simpel of complex het proces ook is, deze zijn een absolute must.

Veiligheidskwesties

Voordat je in de achtertuin een blik afvoeropener (loog) en de vliegtuigbrandstof (methanol) van je zoon in een koffiekan vol spijsolie laat vallen, zijn een paar veiligheidswaarschuwingen op zijn plaats. Gezien de minimale apparatuur die nodig is om biodiesel te maken, is het zeker mogelijk om uw eigen processor van de grond af aan op te bouwen. De manier waarop deze zeer reactieve chemicaliën worden gemengd en de manier waarop ze tijdens het mengen worden gebruikt, geeft echter aanleiding tot ernstige veiligheidsrisico’s.

Ten eerste is methanol uiterst ontvlambaar, maar in tegenstelling tot de meeste andere ontvlambare vloeistoffen heeft het geen zichtbare vlam wanneer het brandt. Misschien heb je wel eens naar sportwagenraces gekeken toen een lid van de pitcrew plotseling zonder duidelijke reden over de grond begon te rollen. Deze auto’s rijden op methanol, en het morsen van brandstof komt vaak voor tijdens snelle pitstops, wat er soms toe leidt dat een bemanningslid ernstige brandwonden oploopt, ook al zie je geen vlammen of rook. Zodra het wordt gemengd met loog, zal het resulterende natriummethoxide overal branden waar het in aanraking komt met de blote huid. Bovendien merkt u niet dat u zich verbrandt, omdat het onmiddellijk alle zenuwuiteinden doodt.

Basische bouwset voor het maken van biodiesel met behulp van een warmwaterboiler. (Foto met dank aan Utah Bio-Diesel Supply)

Als u ooit gewoon huishoudloog hebt gebruikt om verstopte afvoeren te openen of zeep te maken, weet u dat loog ook zeer gevaarlijk voor uw huid is en zeer heet wordt als u het in water giet. Loog tast ook snel aluminium, blik, zink en de meeste verven aan, dus gebruik alleen glazen, roestvrijstalen of polyethyleen containers wanneer u met deze bijtende chemicaliën werkt.

Een laatste waarschuwing: Natriummethoxide (mengsel van methanol en loog) dampen zijn uiterst gevaarlijk om in te ademen, dus uw brandstof-making werkgebied moet goed worden geventileerd (bij voorkeur een schuurtje buiten). Zorg voor een brandblusser en een waterslang in de buurt die voortdurend vers water in een emmer loost tijdens het eigenlijke mengproces.

Kits voor het maken van biodiesel

Hoewel er eindeloos veel pijpleidingen en tanks kunnen worden ontworpen, heb ik ondervonden dat de meeste kits voor het maken van biodiesel in twee algemene categorieën kunnen worden onderverdeeld, en waar je woont en de kwaliteit van de gewenste brandstof kunnen veel te maken hebben met welk proces je gebruikt.

Op het allereenvoudigste niveau is er het proces zonder verwarming, dat bestaat uit twee tanks, meestal met trechtervormige bodems. Bijna alle van deze geadverteerde kits zal maken een gemiddelde van 40 tot 44 gallon dieselbrandstof per cyclus, zodat de grotere tank zal ongeveer 60 gallon in grootte zijn. In deze tank wordt aan het begin van het proces de afgewerkte bakolie opgeslagen

Naast de grotere tank is een veel kleinere tank gemonteerd, meestal ongeveer 15 gallon, die het mengsel van methanol (racebrandstof) en natriumhydroxide (huishoudloog) zal bevatten. De werkelijke hoeveelheid van deze twee chemicaliën die in de tank met afgewerkte plantaardige olie wordt gepompt nadat ze zijn gemengd, hangt af van de kwaliteit en het watergehalte van de bakolie die wordt gebruikt. Als algemene richtlijn geldt dat u ongeveer 20% methanol/afvalolie in volume nodig heeft, wat neerkomt op ongeveer 8 gallon per 40 gallon plantaardige olie. Deze chemische reactie zal ook ongeveer 5 gallon glycerine per cyclus genereren, die zich op de bodem van de mengtank zal vormen na de 24 uur reactietijd. Aangezien glycerine biologisch afbreekbaar is, wordt het gewoonlijk afgevoerd en weggegooid.

Afgewerkte plantaardige olie zal voedseldeeltjes en verschillende niveaus van vochtigheid bevatten die moeten worden verwijderd alvorens te beginnen. De meeste zwevende deeltjes kunnen worden verwijderd door de gebruikte olie eerst door een zeef te laten gaan terwijl u de mengtank vult. Het mengen van loog met plantaardige olie en water maakt uitstekende zeep, dus te veel water in de afgewerkte plantaardige olie en uw dieselbrandstof kan echt goede vloeibare zeep blijken te zijn.

Kit voor het maken van bio-diesel zonder verwarming. (Foto met dank aan Summit Enterprises, LLC en EZ Bio-diesel)

Om de effecten van koudere omgevingslucht te verminderen en de vochtverwijdering te verbeteren, maken sommige biodieselkits gebruik van een elektrische heetwaterverwarmer met glazen bekleding voor de mengtank. De tank wordt aangepast door andere leidingen en klepaansluitingen toe te voegen aan de oorspronkelijke openingen voor warm, koud en afvoer. Dit is een uitstekende manier om de afgewerkte olie voor het starten op te warmen tot 130° F, waardoor het resterende vocht in de afgewerkte olie kan verdampen.

Biodieselsets waarbij de olie niet eerst wordt verwarmd om het vocht te verwijderen, werken wellicht beter in warme klimaten, want ik kan me niet voorstellen dat dit in februari in een schuur in Wisconsin zou moeten gebeuren. De kits zonder verwarming produceren echter wel biodiesel als je de aanwijzingen opvolgt en het mengsel niet te koud laat worden tijdens het meng- en reactieproces. Sommige kits bevatten isolatiedekens voor de tank om de warmte vast te houden die door de chemische reactie wordt geproduceerd.

Hoewel de niet-verwarmende biodieselkits kwaliteits bio-dieselbrandstof kunnen produceren, denk ik persoonlijk dat het verwarmingsproces een hoger niveau van kwaliteitscontrole introduceert en de kans verkleint dat ongewenste zepen en overtollige glycerine worden geproduceerd. Echter, elk systeem en tank type heeft voor- en nadelen die moeten worden overwogen.

Het kopen van de chemicaliën

Methanol is een populaire brandstof voor autoraces, en high-performance motor winkels en racetracks zijn een goede plek om kleine hoeveelheden te kopen. Petroleum distributeurs verkopen methanol meestal in grotere 30 en 55-gallon vaten als u zich kunt veroorloven om zo veel in een keer te kopen. Wees niet verbaasd als u bezoek krijgt van de plaatselijke sheriff, want dit is ook het belangrijkste ingrediënt voor methamfetamine (“meth”) labs die illegale drugs produceren. Zorg ervoor dat ze weten wie u bent en wat u met de methanol gaat doen.

Het is ook een goed idee om uw plannen voor de opslag van methanol te bespreken met de brandweercommandant, want vrijwillige brandweerlieden verwachten niet dat ze vaten vol zeer giftige en potentieel explosieve chemicaliën aantreffen wanneer ze worden opgeroepen om een brand in een oude schuur of garage te bestrijden. De meeste brandweercommandanten zullen het op prijs stellen dat u rekening houdt met de veiligheid van hun vrijwilligers, die de eersten zullen zijn die in actie komen als u een slechte dag hebt.

Omdat u maar heel weinig loog per partij biodiesel zult gebruiken, is uw plaatselijke kruidenier uw beste bron. Door loog in kleine verzegelde blikjes te kopen, is er bovendien veel minder kans dat vocht de werking ervan vermindert nadat het meerdere malen is geopend.

Bio-diesel kit (Foto met dank aan Home Bio-diesel Kits)