Биотопливо своими руками: биодизель как альтернатива современному топливу

Для начала стоит определиться с самим определением биодизеля. Выдержка из википедии:“биодизель – это биотопливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации (реакции образования сложных эфиров в результате взаимодействия кислот и спиртов)”. Т.о. говоря о биодизеле, мы затрагиваем более обширную тему биотоплива своими руками. Очень сложно осветить ее целиком в одной статье, поэтому в ближайшем будущем появятся еще несколько статей на эту тему.

Производство биодизеля

Грубо говоря, производство биодизеля представляет собой процесс смешивания метилового спирта и масла, например, рапсового, предварительно очищенного от примесей. Катализатором сего процесса выступает щелочь. Сам процесс (в литературе называется процесс переэтерификации) протекает при нагреве смеси до 50 ºC. Далее смесь охлаждается и отстаивается. В результате получают две фракции: биодизель (метиловый эфир рапсового масла) и глицерин, который в последующем можно использовать при производстве мыла, некоторых фосфорных удобрений. Процесс повторяется несколько раз. В качестве сырья не всегда используют рапс. Также используют сою (США, Бразилия, Африка), пальмовое масло (Индонезия), кокосовое масло (Филиппины). Иногда вместо метанола могут использовать этанол. Чтобы представить масштабы производства биодизеля стоит сказать, что из 1 га посевов рапса можно получить примерно 1т масла. При производстве биодизеля на 1 т масла добавляют 110 литров метилового спирта. В некоторых источниках указано, что из 1т семян рапса получают 300 кг масла, что в конечном итоге позволит получить 270 кг дизельного биотоплива.

Достоинства и недостатки биодизеля

К достоинствам дизельного биотоплива можно отнести:

• биодизельное топливо действительно является экологичным видом топлива;
• обладает хорошими смазочными свойствами;
• биодизель является безопасным видом топлива;
• позволяет продлить срок службы двигателя.

• требует подогрева для использования в зимнее время;
• малый срок хранения, буквально несколько месяцев;
• бытует мнение, что при использовании этого топлива создается благоприятная среда для появления микроорганизмов, которые активно появляются на стенках бака, в последствие они могут забивать топливные фильтры.
• требует значительных площадей под посевы. Это может сыграть как положительную, так и отрицательную роль. С одной стороны это позволяет использовать неэксплуатируемые площади. С другой стороны появляется риск биодеградации грунтов и, как следствие, снижения качества почвы.

Применение биодизеля в наших условиях. Отзывы

В Беларуси биодизельное топливо (ДТ Б5) начали производить в 2007 году, в России оно появилось раньше. Сегодня оно реализуется на АЗС “Беларуснефть”, и представляет собой дизельное топливо с 5% добавлением рапсового метил-эфира. Как уже говорилось, зимой это топливо замерзает даже при незначительно низких температурах. С самого его появления в сети стали появляться довольно противоречивые отзывы автолюбителей. Кто-то сетовал на загрязнение сажевого фильтра и снижение тяги двигателя, кто-то же наоборот отметил более мягкую работу двигателя. В целом же положительных отзывов встречалось намного больше, видимо, нужно было некоторое время, чтобы попривыкнуть к новому топливу.

Биодизель своими руками

Во время написания статьи на форумах попадались некоторые темы, посвященные самостоятельному изготовлению биодизеля, однако конкретных видео или фотоотчетов не попадалось за исключением нескольких видео, представленных ниже. Стоит ли вообще изготавливать биодизель своими руками? В этом случае возникают сомнения о качестве получаемого топлива. Также не так просто найти сам метанол и лучше заранее подумать о том, что делать с глицерином. Ниже приведена схема кустарной установки.

Еще несколько видео на эту тему, видео украинского происхождения.

Еще парочку видео кустарной сборки, на русском:

В качестве заключения хотелось бы сказать, что идея экологически чистого топлива уже давно не является лишь теорией, а активно внедряется в жизнь, примером тому является использование того же дизельного биотоплива. Кроме того в разных странах активно ведутся поиски новых источников для биотоплива, причем в ход идет все что только можно, и получение нового биотоплива с улучшенными характеристиками является лишь вопросом времени. Наиболее популярной на сегодня является идея получения биодизеля из водорослей. Биодизель из водорослей не потребует больших площадей для посева, не будет замерзать при низких температурах и сможет быть использован в авиации и на флоте. Строительство же экспериментальных заводов по производству биодизеля из водорослей лишь подтверждает, что исследования в этой области будут продолжаться.

Материалы: http://www.energya.by/biodizel-kak-alternativa-sovremennomu-toplivu/

Биотопливо в домашних условиях — современно, экологично, разумно

Наверняка, многие слышали, что биотопливо представляет собой альтернативный источник энергии.Производить его можно из самых разных видов органического материала — навоза, растительных отходов, сои, рапса и даже мусора. Основное достоинство биотоплива в том, что оно является экологически чистым, не усугубляет парниковый эффект и очень часто подходит в качестве заменителя природного газа, который наносит большой вред атмосфере. Учитывая это, каждый желающий в состоянии приготовить биотопливо в домашних условиях для своих нужд.

Практическое применение этого продукта — получение тепловой энергии, которая может использоваться для обогрева жилья, приготовления пищи, подогрева воды для хозяйственных нужд, что актуально для дачных домов и загородных коттеджей.

Многих сельских жителей или тех, кто имеет загородный дом, интересует вопрос, как создать биотопливо для обогрева и всего того, что требует электроэнергии. Вариантов несколько, поэтому каждый может выбрать тот, который ему подходит лучше всего.

Биотопливо из навоза

Навоз— наиболее востребованный сегодня вид биотоплива,которое можно получить в домашних условиях. Поэтому, если у вас имеется своя небольшая ферма, то имеет смысл приобрести и установить оборудование для производства биологического топлива, так как оно окупится за несколько лет.

Больше всего тепла можно получить, используя конский навоз. Но его проблематично достать, поэтому можно взять любой другой — овечий, коровий, кроличий и т. д. Как правило, для обогрева домов, теплиц или хозяйственных построек применяются следующие смеси биотоплива на основе навоза:

• конский навоз с соломой или торфом;
• смесь навоза и льняной костры в пропорции 7:3;
• смесь из навоза и домашнего мусора 4:6;
• смесь коровьего и конского навоза в пропорции 1:1;
• коровий навоз и древесные опилки в соотношении 7:3;
• смесь конского навоза и листвы в пропорции 7:3.

Технология изготовления биотоплива из навоза в домашних условиях основана на процессе брожения, который под воздействием тепла происходит в специальных герметичных бункерах. При этом выпаривается лишняя жидкость, и выделяется биогаз, который успешно можно применять для обогрева помещений и приготовления пищи.

Опыт получения биогаза

Один изобретатель, житель Липецкой области, сделал своими руками установку, позволяющую в домашних условиях без труда добывать биотопливо. Недостатка сырья у него не было, поскольку он держал скот.

Своим руками он вырыл яму, положил в нее бетонные кольца и накрыл металлической конструкцией в виде тяжелого купола, вес которого составлял примерно одну тонну. Из емкости была выведена труба. После чего яму заполнили органикой. Через 5 дней уже можно было готовить на полученном биотопливе еду для животных и отапливать хозяйственные постройки. Кроме того, биогаз можно подвести в дом для личных нужд.

Однако при использовании биогаза в котлах или газовых печах потребуется регулировка горелок. Это объясняется тем, что процентное содержание в биогазе метана меньше, чем в природном продукте. Поэтому необходимо обеспечить подачу кислорода для лучшего горения.

Для этой цели рекомендуется взять около 2 т навоза и 4 т растительных отходов и залить их водой до получения влажной смеси (70%). Полученная смесь укладывается в резервуар и нагревается до 35 градусов с использованием змеевика. В таких условиях без доступа воздуха смесь начинает бродить и нагреваться до более высокой температуры, что и станет причиной выделения газа. По специальным трубам он отводится из ямы и затем применяется по назначению.

Биотопливо из древесного угля

Использование древесного угля вовсе не ограничивается отдыхом на природе, жаркой шашлыков и барбекю. Данный природный материал может успешно применяться во многих сферах, например, в кузнечном деле, медицине, для производства пороха, качественной фильтрации питьевой воды, а также для различных домашних нужд.

Тот, кому приходилось сталкиваться с приобретением древесного угля, знают, что он стоит немалых денег. Чтобы минимизировать свои траты, можно приготовить сырье самостоятельно. Достаточно просто иметь умелые руки и некоторые знания. Для этих целей можно использовать один из двух методов.

Изготовление угля в яме

На хорошо уплотненное дно ямы укладывают сухую бересту и мелкие ветки, после чего разводят небольшой костер. Когда он хорошо разгорится, следует уложить заранее приготовленные дрова небольших размеров — около 30 сантиметров длиной. При этом они должны располагаться плотно и добавляться постепенно по мере обжига предыдущего слоя. Для полного выжига углей потребуется около 3-х часов.

После этого угли необходимо укрыть мхом, травой и сухими листьями, а также засыпать землей и плотно утрамбовать. После того как уголь хорошо остынет, на что потребуется 2 суток, твердое биотопливо будет готово. По истечении этого времени из ямы убирается земля, а уголь выгребается, просеивается и пакуется в мешки, чтобы использовать его в твердотопливных котлах или для приготовления пищи на костре.

Естественно, такое производство биотоплива потребует от вас как материальных, так и физических затрат. Но, во-первых, это будет намного дешевле приобретения готовой продукции. А, во-вторых, все созданное своими руками в домашних условиях доставит моральное удовлетворение.

Приготовления угля в бочке

Получение и применение древесного угля

Для того чтобы приготовить древесный уголь вторым доступным способом, необходимо приобрести толстостенную металлическую бочку емкостью 200 литров. Внизу бочки делается штуцер для принудительного нагнетания воздуха. Часто для этого используется пылесос.

На дне бочки разводится небольшой костер, в который постепенно добавляются чурки. Для того чтобы укладка была более плотной, бочку рекомендуется периодически встряхивать. Подачу воздуха нужно начинать сразу после того, как бочка наполовину своего объема заполнится дровами. После подачи воздуха поленья станут меньше дымить и хорошо начнут гореть. Через некоторое время для продолжения процесса жжения следует закрыть резервуар крышкой, заделать все щели при помощи смеси земли с водой или густого глиняного раствора.

При таком способе получения в домашних условиях биотоплива иногда образуется небольшое количество золы. Поэтому после полного остывания бочки ее необходимо перевернуть, а готовый уголь просеять и расфасовать в мешки.

Несмотря на некоторые моменты, кажущиеся сложными, изготовление биологического топлива своим руками — это реальная возможность. В приморских районах в качестве биотоплива используются водоросли. Низкая себестоимость и солидное содержание углерода в определенные периоды года, а также большое количество сырья, поставляемого океаном или морем, дает возможность рассматривать водоросли как важнейшее средство для производства биологического топлива.

Всем известно, что любое изобретение — это хорошо забытое старое. Так вот биотопливо — далеко не открытие нашего времени, так как его умели производить еще в Древнем Китае. В качестве исходного материала в то время использовали ботву растений, траву, различные отходы и навоз. Преимуществ у такого сырья очень много, так что стоит ознакомиться с основными из них.

Невысокая стоимость

На современном рынке биотопливо по стоимости равно бензину. Но оно более чистое и производит минимум вредных выбросов. При использовании такого топлива можно существенно снизить затраты на техническое обслуживание тех агрегатов, где оно используется.

Возобновляемые источники

Ферментация навоза в устройстве

Как известно, бензин получают из нефти, которая относится к невозобновляемым ресурсам. И, несмотря на то, что запасов нефти хватит еще не на одно десятилетие или даже столетие, она в итоге рано или поздно закончится. В свою очередь, биотопливо изготавливается из такого сырья, как:

• навоз;
• отходы культурных и диких растений;
• сами растения в виде сои, рапса, кукурузы или тростника;
• древесина и прочее.

Все они имеют свойство постоянно возобновляться.

Сокращение выбросов

В период сжигания ископаемое топливо (каменный уголь, природный газ, торф) производит значительное количество углекислого газа, который ученые называют парниковым. Использование нефти и угля повышает температуру атмосферы, что является одной из причин так называемого глобального потепления. Чтобы значительно уменьшить парниковый эффект, следует использовать биотопливо.

Проведенные исследования показали, что биологическое топливо существенно снижает выбросы парниковых газов до 65%.

Как известно из школьного курса ботаники, при выращивании растений из атмосферы частично поглощается оксид углерода, и происходит выделение кислорода в атмосферу. Это делает применение биотоплива еще более привлекательным.

Снижение зависимости от импорта

Заправка с биотопливом

Учитывая, что далеко не каждая страна обладает запасами нефти, ее импорт «пробивает» солидную брешь в экономике государства. Поэтому, если большинство людей начнет склоняться к потреблению биотоплива, зависимость от импорта значительно снизится. Тем более что благодаря росту производства такого сырья будут создаваться новые рабочие места. А это положительно отразится на экономике стран.

С учетом всех достоинств описанного сырья как альтернативного источника тепла и энергии производство биотоплива в условиях дома — это вполне обдуманный и правильный шаг, особенно для владельца фермы. Ознакомившись с литературой, просмотрев схемы создания резервуаров и методы приготовления биологического топлива, а также применив свое умение и труд, можно справиться с любой поставленной задачей.

Главное — использовать сырье, которое легко разлагается и содержит в своем составе значительное количество влаги. Кроме того, оно не должно быть отягощено различными примесями в виде моющих средств, так как они способны замедлить процесс ферментации.

Материалы: http://gidotopleniya.ru/drugoe/biotoplivo-v-domashnix-usloviyax-kak-sdelat-5274

Технология производства биодизельного топлива своими руками.

Общий технологический процесс получения биодизеля.

Для получения биодизеля используют любые виды растительных масел — подсолнечное, рапсовое, льняное и т.д. При этом биодизель полученный из разных масел имеет некоторые отличия. Так, например пальмовый биодизель имеет наибольшую калорийность, но и самую высокую температуру фильтруемости и застывания. Рапсовый биодизель несколько уступает пальмовому по калорийности, но лучше переносит холод, потому более всего подходит для европейских стран и России.

Сам процесс, в принципе, достаточно прост. Нужно уменьшить вязкость растительного масла, чего можно достичь различными способами. Любое растительное масло — это смесь триглицеридов, т. е. эфиров, соединенных с молекулой глицерина с- трехатомным спиртом (C3H8O3 ). Именно глицерин придает вязкость и плотность растительному маслу. Задача при приготовлении биодизеля- удалить глицерин, заместив его на спирт. Этот процесс называется трансэтерификацией.

Биодизель,биодизель своими руками,дизельное топливо своими руками,пальмовый биодизель,производство биодизеля в домашних условиях,рапсовый биодизель

Реакция в целом выглядит так:

CHOC=OR2 + 3 CH3OH → (CH2OH )2CH-OH + CH3COO-R1 + CH3COO-R2 + CH3OC=O-R3

Где R1, R2, R3 : алкильные группы.

В результате применения метанола образуется метиловый эфир, в результате использования этанола- этиловый эфир.

Из одной тонны растительного масла и 111 кг спирта ( в присутствии 12 кг катализатора) получается приблизительно 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина.

Для начинающих лучше использовать метанол, с этанолом процесс идет чуть сложнее. Необходимо помнить о всех правилах работы с метанолом.

В качестве щелочи берется гидроксид калия КОН или гироксид натрия — NaOH. Для начинающих рекомендуется использовать именно NaOH, он очень гигроскопичен, его необходимо хранить плотно закрытым и при покупке, потряхивая банку, убедиться, что он не набрал влагу.

Правила работы со щелочами.

Необходимо также соблюдать правила безопасности при работе с гидроксидами ( щелочами), избегать попадания в глаза, беречь от открытых источников огня, использовать при работе перчатки и защитные средства. Щелочь очень активно может реагировать с алюминием, оловом и цинком — для хранения щелочи нужно использовать стеклянную посуду, нержавеющую сталь или специальный полипропилен высокой прочности.

Обычно необходимое количество метанола составляет 20 % от масла по весу, например для использования 100 л отработанного масла потребуется 20 л метанола. При смешивании щелочи и метанола образуется метоксид, реакция экзотермическя, с выделением тепла.

Правила работы с метанолом.

Метанол-яд! Соблюдать максимальные меры предосторожности! Нельзя вдыхать пары, необходимо избегать открытых источников огня, использовать защитные средства для кожи, в случае случайного контакта промыть большим количеством воды. В процессе работы недопустимо присутствие детей и домашних животных!

В процессе реакции масло просто нагревается до определенной температуры ( для ускорения химической реакции) и добавляется смесь катализатора и спирта. Некоторое время смесь перемешивается и отстаивается. В результате успешной реакции смесь должна расслоиться, образуя биодизель в верхнем слое, называемый химически « эфир», затем слой, содержащий много мыла и на дне остается глицерин. Глицерин и мыльный слой затем отделяются, а биодизель промывается различными способами для удаления остатков мыла, катализатора и других возможных примесей. После промывок он обезвоживается для удаления остатков воды.

При использовании отработанных растительных масел, необходима фильтрация сырья для удаления возможных примесей. Также важно удаление возможной воды для предотвращения гиролиза триглицеридов и образования солей жирных кислот вместо реакции трансэтерификации и образования биодизеля.

В домашних условиях это часто достигается простым нагреванием смеси до 120 °C, при этом вся имеющаяся вода выкипает. В течение этого процесса возможно разбрызгивание, для предотвращения чего операция должна проводиться в достаточно большой емкости, заполненной не более чем на две трети, закрытой, но неплотно.

В лабораторных условиях первоначальное масло просто перемешивается с осушающим агентом, таким как сульфат магния для удаления воды. После этого осушающий агент удаляется простой фильтрацией. Иногда вязкость масла не позволяет хорошо очистить его таким способом.

Шаги технологического процесса

Нейтрализация свободных жирных кислот .

При использовании свежего растительного масла количество используемой щелочи постоянно и составляет около 1 % от веса используемого масла. Это 3,5 грамма на литр растительного масла. Но при использовании отработанного масла ( более закисленного, с другим содержанием Свободных Жирных кислот) необходимо рассчитать количество добавляемой щелочи, для чего проводят титрование. При титровании используется изопропиловы спирт ( так как он не реагирует с маслом). Необходимо провести по меньшей мере, три титрования, чтобы избежать потом ошибок при использовании больших количеств реактивов. Титрованием определяется количество свободных жирных кислот, присутствующих в масле и количество щелочи, необходимое для их нейтрализации.В процессе титрования нужно быть уверенным, что все вещества сухие, и учитывать, что в результате смеситель немного нагреется.

Рассчитанное количество щелочи после титрования ( обычно гидроксида натрия — NaOH) медленно при помешивании растворяется в избытке спирта ( для более полного протекания реакции) и эта смесь смешивается с теплым раствором масла при нагревании ( обычно около 50 °C) в течение нескольких часов (4 -8) для прохождения реакции трансэтерификации. Реакционная смесь должна поддерживаться выше точки кипения спирта ( около 70 °C), но в некоторых системах из соображений безопасности рекомендуется поддерживать диапазон температур от комнатной до 55 °C. Обычно время реакции составляет от 1 до 10 часов, и при нормальных условиях скорость реакции удваивается при повышении температуры реакции на 10 °C. Для предотвращения испарения спирта реакцию нужно проводить в закрытой емкости, но важно избегать плотно закрытой системы ( опасность взрыва).

После завершения реакции на дне осаждается глицерин. Биодизель должен быть цвета меда, в то время как глицерин темнее. При поддержании температуры около 38 С глицерин остается в жидком состоянии и может быть легко удален снизу смесителя отдельным шлангом.

Глицерин, полученный из отработанных масел обычно коричневый и твердеет при температуре 38 С, глицерин из свежего масла остается в жидком состоянии при более низких температурах. Его прекрасно можно использовать, как побочный продукт, предварительно выпарив из него метанол нагреванием до 65,5 С.

Удаление остатков мыла.

Обычно полученный биодизель содержит много растворенных остатков мыла от реакции ионов Na+ с водой. Этого можно попытаться избежать, выпарив предварительно всю воду и стараться не допускать воды при приготовлении метоксида. Важно использовать сухой смеситель. После получения биодизеля лучше дать ему отстояться в течение недели, таким образом все мыльные остатки оседают и уходят при последующей фильтрации. Другой метод заключается в неоднократной промывке водой этих остатков. При первом промывании лучше добавить слегка подкисленную винным уксусом воду, кислота доведет раствор до нейтрального, удаляя любую щелочь, присутствующую в растворе. Некоторые экспериментаторы используют технику « пузырьковой промывки», длительностью около 12 часов

При использовании этанола часто образется эмульсия, от которой можно избавиться просто отстаиванием, центрифугированием, или добавлением низкокипящего ( то есть, легко удаляемого) неполярного растворителя, и дальнейшей фильтрацией. Верхний слой — смесь биодизеля и спирта- фильтруется. Избыток спирта можно удалить в процессе выпариванияили дистилляции, или экстрагировать водой, но после биодизель должен быть осушен с помощью осушающего агента.

Определение качества получившегося биодизеля.

Качество получившегося продукта определяется, прежде всего, на глаз и проверкой рН. Проверить кислотность можно с помошью лакмусовой бумажки или обычным лабораторным цифровым рН- метром. Он должен быть нейтральным, 7,0. На вид он должен выглядеть как чистое подсолнечное масло. Не допускается наличие никаких взвесей, примесей, частиц или замутнений. Мутность означает присутствие воды, которая удалается нагреванием, частицы необходимо отфильтровать через 5 микронный фильтр. После первого применения биодизеля обязательно следует проверить топливные фильтры.

Существует множество различных технологий первичной очистки масла с помощью адсорбентов. Также используются различные адсорбенты при очистке ( промывке) готового биодизеля. Небходимо использовать фильтры для очитски воды после промывки биодизеля, которые отбирают типичные загрязнители- спирты, кетоны, альдегиды, амины и аммиак, пестициды и гербициды, хлорорганические соединения, фенолы и масла, SО2, углеводороды, летучие соединения, сероводород, меркаптаны и промышленные растворители, другие загрязнители. После прохождения воды через фильтр возможно ее повторное использование или сброс в канализацию.

Биодизель,биодизель своими руками,дизельное топливо своими руками,пальмовый биодизель,производство биодизеля в домашних условиях,рапсовый биодизель

Материалы: http://www.specmachinery.ru/articles/d47