Biodiesel: produzione .

Già Rudolf Diesel, inventore del motore omonimo, utilizzava l’olio di arachidi come combustibile, (erano i primi anni del ‘900). Ma ahimè le cose poi sono andate come sappiamo, il petrolio ha preso il sopravvento e oggi l’ultima generazione dei moderni motori diesel non sempre è compatibile con il propellente vegetale usato in origine. Il problema non è tanto nelle impurezze presenti nell’olio vegetale, quanto nella viscosità degli oli vegetali, più densi rispetto al gasolio comune, che mette sottosforzo la pompa di movimentazione del combustibile; inoltre la maggior viscosità diminuisce il grado di miscelazione con aria e quindi l’efficienza di combustione.
Per tali ragioni non è consigliabile utilizzare olio di colza se non in minime quantità miscelato al gasolio.

Se si vuole usare un olio vegetale come combustibile, l’unico modo è dunque riportarlo a valori di densità paragonabili al gasolio attraverso una reazione di transesterificazione (ossia la trasformazione di un estere in un altro estere), in grado di spezzare le molecole dei trigliceridi che compongono l’olio, in catene più piccole e quindi più fluide. Ecco fatto il biodiesel, all’anagrafe Emv (Estere Metilico Vegetale), combustibile pulito, rinnovabile e ad effetto serra nullo (ributta in aria la CO2 assorbita dalle piante durante la crescita).
biodiesel si forma dall’unione di un alcool con un acido grasso. Gli acidi grassi sono a loro volta molecole tutto sommato molto simili agli idrocarburi a lunga catena presenti nei distillati di petrolio. I trigliceridi sono esteri formati da una molecola di glicerina (che è un trialcool) e da tre acidi grassi.
Seguendo questa reazione e usando come materia prima i trigliceridi che provengono da qualsiasi fonte, olio vegetale nuovo, olio fritto di cucina (molto economico!), grassi animali è possibile produrre un combustibile riciclando addirittura scarti alimentari.
In concreto per la realizzazione occorrono 3 molecole di alcool metilico per ogni molecola di trigliceride da trasformare e un po’ di catalizzatore (soda caustica) per promuovere la reazione. Tradotto in misure a noi più familiari ci vorrebbero: 0,1 litri di metanolo e circa 3,5 g di soda caustica (NaOH) per ogni litro di olio fresco.
Ma siccome ogni reazione tende ad un equilibrio e noi vogliamo che tutto l’olio sia trasformato e non solo una parte, si usa un eccesso di alcool per spingere la reazione verso la totale conversione.
Quindi la ricetta finale è: X litri di olio fresco + 0,2 *X litri di metanolo + 3,5*X grammi di soda caustica.
Purtroppo il metanolo non è facile da reperire, inoltre è soggetto a severi controlli dopo i gravi casi di sofisticazione del vino di alcuni anni fa, infine è un composto tossico per contatto e ingestione e va usato con le dovute cautele e precauzioni. Per tutti questi motivi è consigliabile utilizzare in sua sostituzione il comune etanolo, il classico alcool etilico rosa del supermercato.
C’è però una precisazione da fare: l’alcool deve essere assolutamente anidro (quindi quello a 90° non va bene) perché l’acqua parassita la reazione, bloccandola e promuovendo una reazione di saponificazione che manda tutto a monte. Quindi bisogna procurarsi dell’alcool etilico assoluto (99,9%) e usare una maggiore quantità di catalizzatore (7 g/litro di olio contro i 3,5 g/litro per il metanolo); occorre anche una maggiore quantità di alcool (27,5% contro il 20% di olio necessario con il metanolo).
Il processo prevede che prima si mescoli l’alcool con il catalizzatore, in questo modo si ottiene un intermedio reattivo (il metossido di sodio, o l’etossido a seconda dell’alcool). Successivamente si unisce il metossido a l’olio a una temperatura tra i 35 e i 60 °C (optimum a 45-50 °C) agitando il tutto per circa un’ora.
L’attrezzatura necessaria è composta da: un fornelletto elettrico, una bilancetta da cucina precisa al grammo, una vecchia pentola in disuso della capienza di circa 3 litri e un agitatore (realizzato con un trapano elettrico fissato su una colonnina, con un perno e una rondella saldata per smuovere il liquido). Per evitare inutili sprechi è consigliabile provare con un litro alla volta.
Ecco come procedere:
Mescolare circa 275 cc di alcool etilico (CH3-CH2-OH) con 7 g di soda caustica (NaOH) fino a completa dissoluzione (in questo modo si ottiene l’etossido). A parte, mettere a scaldare la pentola con un litro di olio di semi e, raggiunti i 50 °C, aggiungere l’etossido. Subito dopo la miscela si intorpidisce, diventando di colore scuro. A questo punto si inserisce nel liquido l’agitatore (realizzato con il trapano). Dopo un’ora, si spengono fornelletto e agitatore. A questo punto la miscela comincia a separarsi in due fasi, sul fondo si deposita la glicerina (ottima per creme emollienti e prodotti cosmetici) densa e scura, in alto l’estere (il biodiesel), più chiaro e liquido.
Si lascia riposare qualche ora per la completa separazione e poi si prosegue. La cosa migliore è poter utilizzare un recipiente con un rubinetto sul fondo, in modo da fare defluire prima la glicerina e dopo l’estere. Ci siamo quasi. L’ultima operazione da eseguire è il lavaggio del biodiesel. L’importante è essere precisi e attenti nelle varie fasi, o si rischia di ottenere degli insuccessi, reazioni che non avvengono, o si fermano a metà. Tenete presente che usando alcool etilico, invece del metanolo, tutta l’operazione è più impegnativa, sia in termini economici, che in termini di cura dei particolari e tempo necessario, per contro vi ripaga con una minore probabilità di successo (è proprio un ingrato!). L’unico vantaggio è la minore tossicità.
L’importanza del lavaggio
Il lavaggio del biodiesel potrebbe sembrare superflua, ma è essenziale per eliminare tutti i residui poco raccomandabili per la salute del motore. Ci sono diversi modi per effettuare il lavaggio, ecco uno dei più semplici. E’ sufficiente una botticella di plastica da 50 litri con un rubinetto in fondo, una pompetta da acquario per soffiare aria, e relativa tubazione ed erogatore.
Ho messo il biodiesel da lavare nella botticella (30 litri per volta) e ho aggiunto 10 litri d’acqua. A questo punto ho lasciato gorgogliare l’aria nell’acqua (che, essendo più pesante, si deposita in fondo) in modo da creare una corrente continua tra acqua tirata su dall’aria e biodiesel. L’acqua si lega ai residui disciolti nel biodisel e li trascina con sé in basso. Lasciare decantare l’acqua (che diventava biancastra) per circa 8 ore e farla defluire a sedimentazione completata. Ripetere il trattamento 3 volte, finché l’acqua non rimane pulita. Quindi si apre il rubinetto e si lascia defluire tutta l’acqua, quello che rimane è il biodisel pronto all’uso!