Ελληνικά
EnglishHomepage Slider
You are here
Πώς γίνεται η παραγωγή του βιοντίζελ
Η μέθοδος παραγωγής του βιοντίζελ, που εφαρμόζεται παγκόσμια σε βιομηχανικό επίπεδο, συνίσταται στην αντίδραση της μετεστεροποίησης των τριγλυκεριδίων (TGs) και της εστεροποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFAs), με κάποια αλκοόλη μικρού μοριακού βάρους (κυρίως τη μεθανόλη).
Γενικά, η μετεστεροποίηση είναι η αντίδραση ενός εστέρα με μία αλκοόλη για τον σχηματισμό ενός νέου εστέρα και μιας νέας αλκοόλης. Η εστεροποίηση είναι η αντίδραση ενός οξέος με μία αλκοόλη για τον σχηματισμό ενός εστέρα και νερού.
Τα τριγλυκερίδια είναι τριεστέρες της γλυκερόλης (δηλαδή της 1,2,3-προπανοτριόλης) με λιπαρά οξέα (δηλαδή με μονοκαρβοξυλικά οξέα μεγάλης ανθρακικής αλυσίδας) και αποτελούν το κύριο συστατικό (σε ποσοστό μέχρι και 98% κ.β.) των φυτικών ελαίων και των ζωικών λιπών.Στο διπλανό σχήμα παρουσιάζεται ο χημικός τύπος ενός τριγλυκεριδίου.
Τα υπόλοιπα συστατικά των ελαίων και λιπών είναι διγλυκερίδια και μονογλυκερίδια, ελεύθερα λιπαρά οξέα και σε μικρότερες αναλογίες μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά, φωσφατίδια, καροτένια, τοκοφερόλες, νερό κ.ά..
Τα λιπαρά οξέα διαφέρουν ως προς τον αριθμό των ατόμων άνθρακα (μήκος της ανθρακικής αλυσίδας) και τον αριθμό των διπλών δεσμών, όπως φαίνεται στους επόμενους πίνακες, όπου παρουσιάζονται ο χημικός τύπος και η ονομασία των κυριότερων λιπαρών οξέων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών, καθώς και τα λιπαρά οξέα που συναντιούνται στα κοινά φυτικά έλαια και ζωικά λίπη.
|
Λιπαρό οξύ (Δομή (1))
|
Κοινή ονομασία
|
|
Χημικός τύπος
|
|
4:0
|
Βουτυρικό
|
Butyric
|
CH3(CH2)2COOH
|
|
6:0
|
Καπροϊκό
|
Caproic
|
CH3(CH2)4 COOH
|
|
8:0
|
Καπριλικό
|
Caprylic
|
CH3(CH2)6 COOH
|
|
10:0
|
Καπρικό
|
Capric
|
CH3(CH2)8 COOH
|
|
12:0
|
Λαυρικό
|
Lauric
|
CH3(CH2)10 COOH
|
|
14:0
|
Μυριστικό
|
Myristic
|
CH3(CH2)12 COOH
|
|
16:0
|
Παλμιτικό
|
Palmitic
|
CH3(CH2)14 COOH
|
|
18:0
|
Στεαρικό
|
Stearic
|
CH3(CH2)16 COOH
|
|
18:1
|
Ελαϊκό
|
Oleic
|
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7 COOH
|
|
18:2
|
Λινελαϊκό
|
Linoleic
|
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6 COOH
|
|
18:3
|
α-Λινολενικό
|
a-Linoleic
|
CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6 COOH
|
|
22:1
|
Ερουκικό
|
Erucic
|
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11 COOH
|
|
20:5
|
-
|
EPA (2)
|
CH3CH2(CH=CHCH2)5(CH2)2 COOH
|
|
22:6
|
-
|
DHA (2)
|
CH3CH2(CH=CHCH2)6CH2 COOH
|
(1) xx:y υποδηλώνει xx άτομα άνθρακα στην ανθρακική αλυσίδα του λιπαρού οξέος με y διπλούς δεσμούς
(2) Συντομογραφίες των συστηματικών ονομάτων του εικοσα-πεντα-εν-οϊκού οξέος και εικοσιδυα-εξα-εν-οϊκού οξέος
|
Λιπαρό οξύ
|
Σημαντικές πηγές (φυτικά έλαια, ζωικά λίπη)
|
|
4:0
|
βούτυρο, γαλακτοκομικά λίπη
|
|
6:0
|
καρύδα, πυρήνας φοίνικα
|
|
8:0
|
‘’
|
|
10:0
|
‘’
|
|
12:0
|
‘’
|
|
14:0
|
‘’
|
|
16:0
|
βαμβακόσπορος, φοίνικας
|
|
18:0
|
βούτυρο κακάο, ζωικό λίπος
|
|
18:1
|
βαμβακόσπορος, ελιά, φοίνικας, ελαιοκράμβη
|
|
18:2
|
καλαμπόκι, σουσάμι, σόγια, ηλίανθος
|
|
18:3
|
λιναρόσπορος
|
|
22:1
|
ελαιοκράμβη υψηλού ερουκικού οξέος
|
|
20:5
|
ψάρια και ζωικά λίπη
|
|
22:6
|
ψάρια και ζωικά λίπη
|
Τα τριγλυκερίδια των φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών περιέχουν διάφορα λιπαρά οξέα, όπως φαίνεται στους επόμενους πίνακες.
|
Έλαια / Λίπη
|
Σύνθεση λιπαρών οξέων
|
|||||||||
|
14:0
|
16:0
|
18:0
|
20:0
|
22:0
|
24:0
|
18:1
|
22:1
|
18:2
|
18:3
|
|
|
Αραβοσιτέλαιο
|
0
|
12
|
2
|
Ίχνη
|
0
|
0
|
25
|
0
|
6
|
Ίχνη
|
|
Βαμβακέλαιο
|
0
|
28
|
1
|
0
|
0
|
0
|
13
|
0
|
58
|
0
|
|
Κραμβέλαιο
|
0
|
2
|
1
|
2
|
1
|
1
|
19
|
58
|
9
|
7
|
|
Λινέλαιο
|
0
|
5
|
2
|
0
|
0
|
0
|
20
|
0
|
18
|
55
|
|
Φυστικέλαιο
|
0
|
11
|
2
|
1
|
2
|
1
|
48
|
0
|
32
|
1
|
|
Ελαιοκράμβη
|
0
|
3
|
1
|
0
|
0
|
0
|
64
|
0
|
22
|
8
|
|
Κάρδαμο
|
0
|
9
|
2
|
0
|
0
|
0
|
12
|
0
|
78
|
0
|
|
Σισαμέλαιο
|
0
|
13
|
4
|
0
|
0
|
0
|
53
|
0
|
30
|
0
|
|
Σογιέλαιο
|
0
|
12
|
3
|
0
|
0
|
0
|
23
|
0
|
55
|
6
|
|
Ηλιέλαιο
|
0
|
6
|
3
|
0
|
0
|
0
|
17
|
0
|
74
|
0
|
|
Φοινικέλαιο
|
0,6-1,6
|
41-47
|
3,7-5,6
|
0-0,8
|
-
|
-
|
38-44
|
-
|
6,6-12
|
0-0,5
|
|
Ελαιόλαδο
|
0
|
11
|
3,60
|
-
|
-
|
-
|
75,3
|
0
|
9,50
|
0,60
|
|
Πυρηνέλαιο
|
0
|
5.00
|
1,60
|
0
|
0
|
0
|
74,7
|
|
17,60
|
0
|
|
Λίπος
προβάτου
|
-
|
3,7-7,9
|
2,4-8,9
|
-
|
0
|
1-3,5
|
44-71
|
0
|
11-18
|
0
|
|
Λίπος
βοδιού
|
2,73
|
22,99
|
19,44
|
0,14
|
-
|
-
|
41,60
|
-
|
3,91
|
0,49
|
|
Κίτρινο λίπος
|
0,70
|
14,26
|
8,32
|
0,33
|
-
|
-
|
43,34
|
-
|
26,25
|
2,51
|
|
Επιλεγμένο
λευκό λίπος
|
1,57
|
22,04
|
9,95
|
0,14
|
-
|
-
|
42,45
|
-
|
13,17
|
0,97
|
|
Λίπος
πουλερικών
|
0,57
|
22,76
|
5,36
|
0
|
-
|
-
|
42,07
|
-
|
17,14
|
1,07
|
|
Λαρδί
|
1,40
|
25,50
|
15,80
|
-
|
-
|
-
|
47,10
|
0
|
8,90
|
1,10
|
|
Έλαια και Λίπη
|
14:0
|
16:0
|
18:0
|
18:1
|
18:2
|
18:3
|
20:0
|
22:1
|
|
Σογιέλαιο
|
-
|
6-10
|
2-5
|
20-30
|
50-60
|
5-11
|
-
|
-
|
|
Καλαμποκέλαιο
|
1-2
|
8-12
|
2-5
|
19-49
|
34-62
|
ίχνη
|
-
|
-
|
|
Φυστικέλαιο
|
-
|
8-9
|
2-3
|
50-65
|
20-30
|
-
|
-
|
-
|
|
Ελαιόλαδο
|
-
|
9-10
|
2-3
|
73-84
|
10-12
|
ίχνη
|
-
|
-
|
|
Βαμβακέλαιο
|
0-2
|
20-25
|
1-2
|
23-35
|
40-50
|
ίχνη
|
-
|
-
|
|
Safflower(1)
|
-
|
5.9
|
1.5
|
8.8
|
83.8
|
-
|
-
|
-
|
|
Safflower(2)
|
-
|
4.8
|
1.4
|
74.1
|
19.7
|
-
|
-
|
-
|
|
Κραμβέλαιο(2)
|
-
|
4.3
|
1.3
|
59.9
|
21.1
|
13.2
|
-
|
-
|
|
Κραμβέλαιο(3)
|
-
|
3.0
|
0.8
|
13.1
|
14.1
|
9.7
|
7.4
|
50.7
|
|
Βούτυρο
|
7-10
|
24-26
|
10-13
|
28-31
|
1-2.5
|
.2-.5
|
-
|
-
|
|
Λαρδί
|
1-2
|
28-30
|
12-18
|
40-50
|
7-13
|
0-1
|
-
|
-
|
|
Tallow
|
3-6
|
24-32
|
20-25
|
37-43
|
2-3
|
-
|
-
|
-
|
|
Linseed Oil
|
-
|
4-7
|
2-4
|
25-40
|
35-40
|
25-60
|
-
|
-
|
|
Κίτρινο Λίπος
|
2.43
|
23.24
|
12.96
|
44.32
|
6.97
|
0.67
|
-
|
-
|
Στην περίπτωση της μετεστεροποίησης ο τριεστέρας της γλυκερόλης (το τριγλυκερίδιο) αντιδρά με την αλκοόλη και παράγεται ένα μίγμα εστέρων της αλκοόλης με τα λιπαρά οξέα του τριεστέρα, οι οποίοι αποτελούν το βιοντίζελ, και γλυκερόλη (ή γλυκερίνη).
Η αλκοόλη προστίθεται σε περίσσεια για να επιτευχθούν υψηλοί βαθμοί μετατροπής, δηλαδή υψηλή απόδοση σε βιοντίζελ. Σύμφωνα με τη στοιχειομετρία της μετεστεροποίησης, για κάθε μόριο τριγλυκεριδίου χρειάζονται τρία (3) μόρια αλκοόλης για να παραχθούν τρία (3) μόρια εστέρων και ένα (1) μόριο γλυκερίνης. Παρόλο που η στοιχειομετρική μοριακή αναλογία αλκοόλης/ελαίου είναι 3:1 molmol-1, στην πράξη δεν χρησιμοποιείται η αναλογία αυτή αλλά μεγαλύτερη, με σκοπό τη μετατόπιση της θέσης της ισορροπίας και άρα την αύξηση της απόδοσης της αντίδρασης σε εστέρες. Η μοριακή αναλογία, που εφαρμόζεται, είναι συνδεδεμένη με το είδος του καταλύτη που χρησιμοποιείται. Μία περίσσεια της αλκοόλης ευνοεί υψηλή απόδοση σε προϊόν. Όμως, μία υπερβολική περίσσεια της αλκοόλης καθιστά δύσκολο τον διαχωρισμό της γλυκερίνης και δαπανηρή την ανάκτηση της μεθανόλης. Συνεπώς, η ιδανική αναλογία αλκοόλης/ελαίου πρέπει να προσδιοριστεί εμπειρικά, λαμβάνοντας υπόψη κάθε διεργασία ξεχωριστά. Η συνήθης μοριακή αναλογία αλκοόλης/ελαίου, που χρησιμοποιείται στο μεγαλύτερο πλήθος των εφαρμογών, είναι η 6:1, δηλαδή 100% περίσσεια αλκοόλης.
Ως αλκοόλη χρησιμοποιείται συνήθως η μεθανόλη λόγω του χαμηλού κόστους και των φυσικών και χημικών πλεονεκτημάτων που διαθέτει.
Ειδικοί καταλύτες (βασικοί, όξινοι και ενζυμικοί) επιταχύνουν την αντίδραση, η οποία πραγματοποιείται σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες.
Οι παράμετροι που επηρεάζουν την αντίδραση μετεστεροποίησης είναι η θερμοκρασία αντίδρασης, η μοριακή αναλογία μεθανόλης/ελαίου, το είδος και η ποσότητα του καταλύτη, το είδος της διεργασίας, ο ρυθμός ανάδευσης, η σύσταση και η καθαρότητα του αντιδρώντος μίγματος κ.ά..
Η αντίδραση της μετεστεροποίησης πραγματοποιείται σε τρία στάδια. Αρχικά, τα τριγλυκερίδια (TGs) αντιδρούν με την αλκοόλη (μεθανόλη) και παράγονται αλκυλεστέρες (μεθυλεστέρες) και διγλυκερίδια (DGs), τα οποία στη συνέχεια αντιδρούν περαιτέρω με την αλκοόλη για την παραγωγή αλκυλεστέρων και μονογλυκεριδίων (MGs). Τέλος, τα μονογλυκερίδια αντιδρούν με την αλκοόλη και δίνουν αλκυλεστέρες και γλυκερίνη (GL). Οι αλκυλεστέρες (μεθυλεστέρες, MEs) αποτελούν το βιοντίζελ.
Ακολουθεί κατάλληλος διαχωρισμός των προϊόντων και καθαρισμός του παραγόμενου βιοντίζελ.
Στην επόμενη εικόνα φαίνεται συνοπτικά η αντίδραση μετεστεροποίησης τριγλυκεριδίου με κάποια μονοσθενή αλκοόλη (π.χ. τη μεθανόλη).
Undefined
category:
Page Back
Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing