Tesina sul Biodiesel

Biodiesel: un passo verso il futuro

Relatore: D’Incecco Dario

Classe: 5° Chimica

I.T.I.S. E. Mattei Recanati

A.S. 2012/2013

Indice

Introduzione

1. Cos’è il biodiesel

2. Produzione del biodiesel

3. Estrazione dell’olio

4. Tipi di impianti di biodiesel

5. Analisi quantitativa di biodiesel

6. Conclusione

7. Bibliografia.

8.

Introduzione

Per oltre un secolo, l’approvvigionamento energetico mondiale si è basato sul carbone fino ad arrivare ai prodotti liquidi ottenuti dalla raffinazione del petrolio, fonti energetiche destinate all’esaurimento.

Il progressivo consumo delle scorte porta inevitabilmente all’aumento del costo del prodotto. Con il passare degli anni, il costo del petrolio greggio è aumentato.

I combustibili fossili nella nostra società svolgono svariate funzioni, riscaldano le nostre case, alimentano macchine e servono alla produzione di vari materiali. Ormai sono diventate un elemento importante della nostra società.

Siamo arrivati in un punto in cui ormai è difficile immaginarsi un futuro in assenza di queste fonti d’energia. Ma l’esaurimento non è l’unica limitazione di questi combustibili: si aggiunge l’inquinamento provocato dalle emissioni di CO₂ derivante dalla combustione di queste fonti di energia.

Per questo molti ricercatori si sono mobilitati al fine di trovare delle strade alternative affinché un giorno si potrà fare a meno di esse e raggiungere una situazione di autonomia energetica.

Così sono nate le energie alternative o rinnovabili che mirano a una produzione di energia illimitata a zero inquinamento, però ancora oggi non sono pronte a sostituire i combustibili fossili.

Adesso ci troviamo in una realtà in cui le biotecnologie hanno buone possibilità di essere le nuove fonti di approvvigionamento di energia del futuro.

Ho voluto sviluppare l’argomentazione del biodiesel perché ormai è una fonte alternativa che si è affermata in molti Stati e presenta tutte le caratteristiche per sostituire il diesel (gasolio), migliorandone gli aspetti delle erogazioni di inquinanti.

Cos’è il biodiesel?

Cos’è il biodiesel?

Chiamato anche Estere Metilico Vegetale, il biodiesel è un biocombustibile, derivato da prodotti agricoli.

Si presenta come un liquido giallo di viscosità simile al gasolio. È il risultato di un processo chimico, chiamato transesterificazione, un processo nel quale un olio vegetale è fatto reagire in eccesso di alcol metilico (o etilico), in presenza di un catalizzatore alcalino.

Il prodotto finale è costituito da una miscela di alcuni (6-7) metil esteri che non contiene zolfo e composti aromatici, contiene invece ossigeno in quantità elevata (non meno del 10%).

La sua formula chimica è CH₃-O-CO-(CH₂)₁₂-CH₃.

Il biodiesel può essere utilizzato come combustibile per autotrazione e riscaldamento, sia miscelato con gasolio che tal quale.

Il biodiesel rappresenta una fonte di energia rinnovabile in quanto lo si ottiene da piante oleaginose.

Produzione del biodiesel

Il processo di produzione del biodiesel parte dall’olio che può essere sia di natura vegetale o animale, questo è un grande vantaggio, perché non solo dà la possibilità di una fonte rinnovabile ma anche ?.

Ma perché proprio l’olio di stoccaggio dei residui d’olio.

Come sappiamo gli oli e grassi sono composti organici naturali, detti anche trigliceridi.

Chimicamente sono esteri costituiti da tre molecole di acidi grassi superiori e da una molecola di glicerolo.

I trigliceridi sono in generale untuosi, viscidi e scivolosi al tatto. A temperatura ambiente i grassi sono solidi piuttosto morbidi mentre gli oli si presentano allo stato liquido.

In generale un grasso o un olio non è costituito da un solo trigliceride, ma da una miscela complessa di trigliceridi.

Per questo motivo la composizione viene espressa con le percentuali dei diversi acidi grassi che possono essere ottenuti dalla sua saponificazione.

Da alcuni grassi e oli si ottengono in prevalenza uno o due acidi, mentre gli altri acidi sono presenti in quantità minori.

L’olio utilizzato per la transesterificazione può avere. Tra questi troviamo:

• Oli vegetali vergini: l’olio di colza o di soia è quello più comunemente usato, anche se altre coltivazioni come senape, olio di palma.
• Utilizzio fonti biodiesel
• Olio vegetale di scarto.
• Olio di colza
• Grassi animali.
• Girasole
• Soia
• Palma
• Altri

Gli oli vegetali presentano caratteristiche migliori rispetto agli altri.

Esistono tre modi per utilizzare l’olio su un motore diesel:

• Filtrare l’olio per rimuovere le impurità della frittura e metterlo direttamente nel serbatoio.
• Filtrare l’olio, mescolarlo con il gasolio o solventi e metterlo direttamente nel serbatoio.
• Realizzare il biodiesel

È importante dire che esistono varie tipologie in base alla sua miscelazione con il gasolio, infatti il biodiesel può essere miscelato con il gasolio per fargli assumere le sue caratteristiche (viscosità).

L’estrazione dell’olio

Raccolta semi

Raccolta semi Pulizia Decorticazione

Pulizia Decorticazione

Riscaldamento e

Riscaldamento e Macinazione

Macinazione

Condizionamento

Condizionamento Prima

Prima

Spremitura

Spremitura depurazione

Depurazione

OLI Estrazione con

Estrazione con

O solvente

Solvente

I processi tecnologici di estrazione sono raramente semplici, più spesso rappresentano una successione di operazioni la cui complessità dipende dalla morfologia della materia prima.

L’invenzione della pressa idraulica (Braham, 1795), della pressa meccanica a vite (Anderson, 1900) e l’impiego di solventi volatili (Deiss, 1855) hanno permesso di sviluppare l’industria olearia.

Oggi le tecniche di estrazione sono di tipo:

• Meccanico (a pressione)
• Chimico (a solvente, di solito esano)

Nella pratica, i due sistemi sono quasi sempre combinati.

In linea indicativa, l’estrazione meccanica viene operata su semi contenenti materia grassa (MG) in quantità superiore al 20% (ad esempio per colza e girasole, che sono caratterizzati da contenuti iniziali di MG di circa il 40%) e consente di arrivare fino al 10-15% residuo, mentre per valori inferiori si procede con quella chimica.

L’estrazione meccanica

L’estrazione meccanica non è altro che la spremitura a freddo (< 60 °C) dei semi di piante oleaginose.

Una volta spremuto in frantoio, l’olio vegetale così ottenuto viene semplicemente filtrato o centrifugato.

L’olio estratto è pari a circa il 30-35% del peso del seme in ingresso.

Il restante è un residuo solido ad alto contenuto proteico o expeller.

Quest’ultima, utilizzata nell’alimentazione animale, incide in modo critico sull’economia della produzione e della lavorazione dei semi oleosi.

La produzione di olio di soia è, oggi, strettamente collegata alla domanda di farina proteica e ciò vale, in misura minore, anche per gli altri semi.

Normalmente l’estrazione meccanica viene effettuata in frantoi decentrati di piccole-medie dimensioni, che offrono diversi vantaggi in termini di qualità del prodotto.