Любое растение, которое может производить значительное количество растительных масел, может быть использовано в качестве исходного сырья для производства данного типа топлива. Наиболее популярными и распространенными культурами в этом направлении являются рапс и соя, которые обрабатываются для получения высокоурожайного сырья, а также финального продукта — биодизеля. Эти культуры обеспечивают эффективный процесс переработки благодаря высокому выходу масла на единицу массы сырья.
Как сделать биодизель в домашних условиях
Чтобы изготовить биодизель самостоятельно, вам потребуется растительное масло, метанол и катализатор. На первом этапе нужно нагреть растительное масло и тщательно перемешать его с метанолом и катализатором. Затем смесь необходимо нагреть до определенной температуры, чтобы инициировать химическую реакцию. После этого следует этап отделения глицерина, который осаждается на дно, и последующая очистка биодизеля. Данный процесс не требует дорогостоящего специализированного оборудования, что делает его доступным для домашних условий. В США множество фермеров успешно перерабатывают растительные масла в топливо, получая до одной тонны биодизеля с каждого гектара, засеянного рапсом.
Изготовление биодизеля в домашних условиях может быть достаточно простым процессом. Тем не менее, чтобы сделать его экономически целесообразным, желательно иметь доступ к собственному растительному маслу. Подойдут разные виды масел: от подсолнечного и рапсового до конопляного и других. Также вам потребуется высокочистый метанол, который лучше всего использовать в неразбавленном виде. Кроме того, для ускорения химической реакции можно использовать пищевую соду в качестве катализатора. Однако стоит отметить, что получить высококачественный биодизель в условиях дома бывает довольно сложно, поскольку сам процесс производства требует более сложной технологической обработки. Обычно биотопливо проходит через несколько этапов фильтрации, при этом последующий фильтр должен задерживать фракции диаметром приблизительно 1/5 человеческого волоса. Установка таких фильтров в домашних условиях может быть затруднительной, поэтому на практике многие ограничиваются лишь базовой очисткой, что может быть достаточным для работы системы отопления.
Чем выше качество очистки, тем меньше вероятность засорения сопел горелки.
- Подготовьте растительное масло и нагрейте его. Температура не должна превышать 60 градусов Цельсия, оптимальный диапазон — 55-58 градусов;
- Растворите соду в метаноле и добавьте полученную смесь в нагретое масло;
- Соблюдайте стабильную температуру и регулярно перемешивайте в течение 40 минут;
- Обеспечьте отстаивание смеси, чтобы глицерин осел на дно и его можно было без труда слить.
Использование специального оборудования для производства биодизеля существенно упрощает процесс, поскольку оно автоматически смешивает все ингредиенты в необходимых пропорциях. При ручном способе, для получения 0,98 кг биотоплива будет нужно 0,125 кг метанола, с растворением 0,024 кг кальцинированной соды. В результате такой операции получится примерно 1 кг биодизеля и около 0,12 кг глицерина. Как вы планируете использовать образующийся глицерин зависит от ваших потребностей — варианты его применения достаточно разнообразны.
Если произошла утечка, то локальный ремонт медных труб может оказаться неэффективным, и в этом случае лучше заменить часть поврежденного участка системы.
Детальный план организации системы отопления теплицы можно обнаружить на этой странице.
Отопительное оборудование на биодизеле
Существует множество вариантов оборудования для получения биотоплива из растительных масел.
Котлы, обогревательные устройства и плиты работают на жидком топливе на основе биодизеля, но важно, чтобы в каждом из этих устройств имелись конфорки, соответствующие этому виду топлива. При покупке горелки в магазине, обязательно проверьте инструкцию на предмет указания, что устройство может функционировать на основе биотоплива. Следует помнить, что сопла некоторых моделей могут быть слишком узкими, что легко приводит к их засорению продуктом, произведенным в домашних условиях.
На российском рынке одним из самых популярныхжидкотопливных котлов является Kiturmi, который производится в Южной Корее. Этот котел имеет невысокую цену, ориентировочно — 32 тысячи рублей, при этом он работает очень тихо и отличается современным дизайном. Ключевые характеристики:
- закрытая камера сгорания;
- наличие двух контуров для подключения;
- КПД достигает 91,5%;
- энергозависимый, требует подключения к сети 220 В;
- теплообменник изготовлен из нержавеющей стали;
- максимальное давление в контуре составляет 3 атмосферы.
В одной из наших прошлых статей мы также затрагивали вопрос,как построить печь, работающую на отработанном тепле, что подразумевает возможность использования биодизеля в этих установках. Поэтому, биодизель может быть использован в печах и других устройствах отопления.
Несомненно, можно изготовить биодизель самостоятельно в домашних условиях, но стоит учесть, что качество полученного топлива может быть ниже стандартного. Переход на отопление с использованием биотоплива имеет смысл только в том случае, если вы могли бы производить биодизель сами, на основе собственного сырья. В противном случае проще и экономичнее будет просто заправиться обычным дизельным топливом и избежать хлопот.
Несмотря на то, что биодизель является экологически чистым источником энергии, этот аспект не всегда может быть решающим фактором, когда речь идет о финансовой стороне вопроса. Каждый раз при принятии решений важен, в первую очередь, финансовый аспект, а уже потом — экологическая польза от использования данного топлива.
Следует также заметить, что биодизель, полученный на уровне низкой чистоты, может гораздо сильнее загрязнять системы отопления. Некоторые горелки могут быть менее чувствительны к качеству топлива, однако есть устройства, для которых критически важно использовать высококачественное жидкое топливо. Уделите внимание следующим моментам.
Из чего делают биодизель
Биодизель изготавливают из масел, содержащихся в рапсе, соевых бобах, подсолнечнике и некоторых водорослях. Это топливо имеет схожие физические и химические свойства с обычным дизельным топливом. Оно обладает аналогичной плотностью, цетановым числом и вязкостью, однако имеет более высокую температуру вспышки, что делает его возможным смешивать с традиционным дизельным топливом. Технология современного производства биодизеля развилась до высоких стандартов, и конечный продукт отличается экологической чистотой. Продукты сгорания такого топлива разлагаются в окружающей среде в течение месяца, что значительно снижает негативное воздействие на экосистему.
Некоторые производственные компании пошли еще дальше и используют для производства биодизеля не только растительные масла, но и жиры животного происхождения, а также остатки от животноводства. У биотоплива есть свои достоинства и недостатки. Главное преимущество биотоплива заключается в его возобновляемости: например, рапс или подсолнечник собираются каждый год, что способствует сохранению природных ресурсов. Также производство биодизеля создает рабочие места в сельском хозяйстве, что положительно сказывается на экономическом развитии региона.
Сгоревшие выбросы биодизеля, подтвержденные исследованиями, не содержат серы, благодаря чему количество выбросов углекислого газа (CO2) в атмосферу минимизируется. Выхлопные газы не только лишены резкого запаха, но и не выделяют сажу, которая может загрязнять воздух. Существуют доказательства того, что в зонах, где активно используется экологически чистое топливо, не наблюдаются кислотные дожди, что ведет к снижению загрязнения плодородных слоев почвы.
Если биотопливо случайно выливается на землю, это не приводит к загрязнению, как в случае с нефтепродуктами. Также оно демонстрирует высокую смазывающую способность, что способствует увеличению срока службы автомобильных двигателей.
Тем не менее, у биодизеля есть и недостатки:
- При температуре +15ºC накапливаются парафиновые кристаллы.
- Срок хранения биодизеля не превышает три месяца.
- Стоимость конечного продукта может быть выше, чем у традиционных дизельных видов топлива.
- Он обладает низкой теплопроводностью.
- Подверженность окислительным процессам при пониженных температурах, что можно компенсировать использованием специальных добавок.
- Биодизель может негативно влиять на лакокрасочное покрытие автомобилей при контакте.
Читайте также: Влияние диаметра автомобильных колёс на расход топлива и скорость
Технология производства
Биодизель представляет собой метиловый эфир с химической формулой C13H24. Кратко процесс его производства можно охарактеризовать следующим образом: сначала извлекается растительное масло, после чего его вязкость уменьшается с помощью различных методов. Это связано с тем, что растительные масла содержат триглицерины, сложные эфиры и глицерин. Глицерин, придающий маслу значительную плотность, должен быть удалён, и вместо него вводят спирт. Процесс удаления глицерина и замещения его спиртом называется переэтерификацией, и в первый раз он был осуществлён ученым по имени П. Бертло в 1862 году, который также использовал щелочной катализатор. Удаление глицерина обычно происходит при температуре от 20ºC до 90ºC; при этом, чем выше температура, тем быстрее идет реакция.
Суть технологии проста: берется растительное масло, к которому добавляется 10% метанола. Все это тщательно перемешивается, после чего вводится кислотный или щелочной катализатор. Процесс инициализируется, и реакция продолжается всего несколько минут. В результате происходит осаждение глицерина на дно, и готовое топливо может быть разлито по контейнерам. Наилучшие результаты достигаются при температуре 62ºC, поскольку метанол начинает кипеть при 65ºC. При переработке одной тонны растительного масла удается получить в среднем 960 кг готового топлива, что является впечатляющим показателем эффективности. Для производства биодизеля не требуется крупных промышленных мощностей; даже в обычном гараже можно разместить мини-завод по производству этого экологически чистого топлива.
Как сделать биодизель в домашних условиях
Многие еще не знают, что производить биодизель самостоятельно относительно легко, если у вас под рукой есть все необходимые сырьевые компоненты и реагенты. Важно отметить, что такая практика будет полезной и выгодной только в том случае, если у вас имеется собственная ферма, где вы можете самостоятельно выращивать вышеперечисленные растения. В противном случае величина издержек на производство биодизеля может оказаться выше его рентабельности, так как цена на стандартное дизельное топливо находится на более низком уровне. Также следует уделить внимание качеству конечного продукта — в противном случае ваш автомобиль может регулярно испытывать поломки и засорение форсунок, что приведет к нежелательным финансовым затратам. Однако биодизель низкого качества может использоваться для заправки сельскохозяйственной техники или в системах отопления домов.
Читайте также: Что делать, если не работает светофор?
Для организации мини-лаборатории по изготовлению биодизеля вам понадобятся следующие предметы:
- Насос;
- Пять шаровых кранов;
- Три пластиковые ёмкости: одна большая и две маленьких;
- Трубопроводы и фитинги;
- Электрический ТЭН с функцией регулировки температуры.
Емкости стоят на специальных полках с горловинами вниз. В верхней части резервуаров сверлятся отверстия для добавления необходимых ингредиентов. На дне каждой емкости предусмотрена арматура, а ёмкости соединяются трубопроводами. Нагревательный элемент располагается в средней из ёмкостей и действует как реактор. Большой бак заполняется маслом, а оставшийся — метиловым спиртом, разбавленным с содой. Расположение баков должно быть таким, чтобы жидкости могли самотеком поступать в бак с нагревателем, при этом термостат нужно настроить на 60 ºC.
Под действием температуры и гравитации происходит смешивание жидкостей, и на этом этапе происходит химическая реакция. Смесь кипятят примерно 40 минут, после чего её переливают в подготовленную чистую емкость. Важно сочетать время отстоя для биодизеля: он должен простоять несколько часов, чтобы глицерин улегся на дно и его было можно легко слить. Полученное биотопливо затем помещается в контейнеры для хранения или использования. В среднем, на 1 килограмм биодизельного топлива требуется 0,98 кг растительного масла, 0,125 кг метанола и около 24 граммов кальцинированной соды. Завершенным продукт необходимо тщательно отфильтровать. Для этой цели можно использовать автомобильные масляные фильтры или другие фильтрующие элементы. Как правило, чем более качественно проведена фильтрация, тем выше итоговое качество биодизеля.
После того как вы освоите технологию производства биодизеля, вы можете рассмотреть возможность создания собственного мини-производства. Главное в этом деле — действовать ответственно, строго соблюдая рецептуру и не забывая о важности фильтрации.
