Biodieselul

Biodieselul reprezinta o sursa de combustibil lichid complet regenerabil care poate fi folosit ca o alternativa la combustibilul diesel obtinut din petrol. Acesta se obtine din lipide naturale , ca uleiuri vegetale sau grasimi animale, noi sau folosite, prin procese industriale de esterificare si trans-esterificare. Se poate folosi in substituirea totala sau partiala a petro-dieselului.

Istoric

Procesul de fabricatie a combustibililor din materii prime regenerabile se utilizeaza inca din anii 1800 iar principiile in mare sunt aceleasi de astazi. Istoria biodieselului este mai mult politica si economica decat tehnologica. Inca de la inceputul secolului XX incepe introducerea benzinei pentru alimentarea automobilelor. Companiile petroliere s-au vazut obligate sa rafineze suplimentar titeiul in speranta obtinerii unui surplus de distilat de tip benzina. Ceea ce au obtinut a fost un combustibil excelent pentru motoarele diesel la un pret mult mai mic decat uleiurile vegetale. Pe de alta parte folosirea resurselor regenerabile prezenta inca de atunci o preocupare a fermierilor pe piata noua impreuna cu petrolistii.

Producerea biodieselului din uleiuri vegetale nu este un proces nou. Conversia uleiurilor vegetale si a grasimilor animale in esteri monoalkilici sau biodiesel este cunoscuta ca tranesterificare. Duffy si Patrick au realizat transesterificarea inca de la inceputul anului 1853. Totusi motorul Diesel apare abia in anul 1893, cand faimosul inventator german Dr. Rudolf Diesel publica articolul intitulat "Teoria si Constructia unui Motor Termic Rational". Acest articol descrie un motor revolutionar in care aerul va fi comprimat cu ajutorul unui piston la o foarte mare presiune, care va da nastere unei temperaturi ridicate ce ducea la aprinderea combustibilului. In cazul Dr. Diesel, acest motor functiona cu ulei vegetal. Diesel a primit patent pentru acest tip de motor in 1893 si i-a demonstrat functionalitatea in 1897.

Dr. Diesel folosind ulei de alune ca si combustibil, a expus la Paris in 1900 acest motor(Nitsche and Wilson 1965). Datorita inaltului grad de compresie si a temperaturii mari create, motorul era capabil sa functioneze cu o mare varietate de uleiuri vegetale. In 1911 la Expozitia Mondiala de la Paris, Dr. Diesel a pus in functiune motorul cu ulei de alune si a declarat "Motorul Diesel functioneaza cu ulei vegetal si va fi de un considerabil ajutor pentru dezvoltarea agriculturii in tarile cu acest potential".

Una din primele utilizari a uleiurilor vegetale transesterificate intr-un motor are loc in Africa de Sud inaintea celui de-al doilea Razboi Mondial. Numele de biodiesel (bio-in greaca-viata si diesel motorul lui Diesel) a fost dat uleiurilor vegetale transesterificate pentru a descrie posibilitatea utilizarii lui ca si combustibil pentru motorul lui Diesel (Demir Bas 2002). Uleiul vegetal se folosea in motoarele diesel inca din anii 1920. Dupa 1920 producatorii de motoare diesel preiau distilatul cu vascozitate scazuta din petrol-motorina-mult mai ieftin si mai accesibil decat uleiul vegetal.

Reluarea experimentala a uleiului vegetal ca si combustibil alternativ are loc la inceputul anilor '80. In paralel in aceeasi perioada se deschid mai multe instalatii de producere a biodieselului in Europa iar cateva orase importante incep folosirea biodieselului la autobuze in locul motorinei. Mai aproape de noi Renault si Peugeot aproba utilizare biodieselului la cateva dintre motoarele lor de autocamioane.

In fapt concurenta dintre biodiesel si motorina nu a dezvoltat un suport tehnologic global din considerente politico-economice, cunoscut fiind ca principalii producatori de motoare si echipamente diesel au ca actionar principal companii petroliere.

Ca termen general biodieselul poate fi definit ca un combustibil domestic regenerabil pentru motoare diesel, derivate din uleiuri naturale. In termeni tehnici, biodieselul este un combustibil pentru motoare diesel constand din esteri monoalkylici ai acizilor grasi derivati din uleiuri vegetale si grasimi animale. Chimic vorbind sunt in special metili sau etili esteri ai acizilor grasi derivati din surse de lipide regenerabile prin procesul de transesterificare. In mod tipic lanturi lungi ai acizilor grasi ca: uric, palmitic, stearic, oleic, etc. din ulei de rapita, de soia, de floarea soarelui, de palmier, mai recent din alge si grasimi animale, sub forma de amestecuri sunt convertite chimic in biodiesel prin reactia cu metanol sau etanol in prezenta hidroxidului de Na sau K ca si catalizator.

Materii prime

Alegerea materiei prime este probabil decizia cea mai importanta de luat in cadrul procesului de fabricatie, deoarece costul materiei prime reprezinta, in mod obisnuit, 60 - 80% din costul total de productie. De asemenea, disponibilitatea pe termen lung a materiei prime este un element care trebuie luat in consideratie atunci cand se face selectia reactantilor. In plus, in timpul realizarii planului de afaceri, trebuie sa se tina cont de felul in care cresterea pietei de biodiesel influenteaza costurile pe viitor ale materiei prime (si a glicerinei).

Cele mai obisnuite uleiuri folosite ca materie prima, in procesul de fabricare a biodieselului, sunt cele de soia, de canola, porumb, rapita si de palmier. Noile uleiuri de plante potentiale pentru acest proces includ: uleiul din seminte de mustar, alune americane, floarea soarelui, alge si seminte de bumbac.

In plus exista si alte materii prime din care se pot extrage ulei. In selva amazoniana sunt folosite ca materie prima: piñón, sacha inchi, mamona, si palmierul de ulei.

Deasemenea se pot folosi si uleiuri folosite (ex. uleiul uzat la bucatarie) in cazul lui materia este ieftina, in plus in acest mod se recicleaza cea ce altfel ar fi fost reziduu.

Nu este surprinzator ca in America de Nord, materia prima cea mai folosita pentru fabricare de biodiesel este uleiul de soia, avand in vedere ca acesta reprezinta 75% din totalul uleiurilor vegetale obtinute anual in aceasta tara. La nivelul anului 2002, uleiul de soia (8,3 x 10" kg) este urmat, in ordine descrescatoare, de uleiul de porumb (1,08 x 109 kg), uleiul de seminte de bumbac (458 x 106 kg), de floarea soarelui (453 x 106 kg) si de alune americane (99,8 x 106 kg).