Biodiesel chemisch gezien
Biodiesel wordt meestal geproduceerd uit olie of vet (=triglyceriden) en methanol. Men krijgt als eindprodukten methylesters en glycerol, maar deze reactie verloopt zeer traag. Om de reactietijd te verkorten gebruikt men in het algemeen een basische katalysator, namelijk kaliumhydroxide (KOH) of natriumhydroxide (NaOH). Naast methanol kan men ook biodiesel maken uit andere alcoholen zoals ethanol en propanol, men krijgt dan respectievelijk ethylesters en propylesters als eindprodukt. De algemene reactievergelijking ziet er dus als volgt uit:
Als bron van triglyceriden kan men plantaardige olie gebruiken, al dan niet geraffineerd, maar men kan ook dierlijk vet of afvalolie zoals gebruikte frituurolie aanwenden. De reactie verloopt in drie stappen: eerst wordt het triglyceride omgezet naar een diglyceride, dan wordt het diglyceride omgezet naar een monoglyceride en tenslotte wordt het monoglyceride omgezet naar glycerol. In elk van deze drie stappen wordt een estermolecule gevormd.
Wanneer we kalium- of natriumhydroxide gebruiken als katalysator wordt dit eerst opgelost in het alcohol. Hierdoor krijgen we kalium- of natriumalcoholaat en water. Het alcoholaat zal optreden als reactieve groep door het triglyceride aan te vallen op een van de drie koolstofatomen van de zuurgroepen.
Water doet de conversie van de omesteringsreactie sterk dalen, daarom is het interessanter om rechtstreeks te vertrekken van de alcoholaten. Kaliummethanolaat, natriummethanolaat, kaliumethanolaat en natriumethanolaat zijn commercieel verkrijgbaar in poedervorm of in oplossing van respectievelijk methanol of ethanol.
Er zijn 2 factoren die een zeer belangrijke rol spelen in de transesterificatiereactie: het watergehalte en het zuurgetal. Logischerwijs bestaat de voorbehandeling (indien nodig) dan ook uit 2 stappen: ontzuren en drogen. Als de reactie ten einde is, wordt er een zuur toegevoegd om de katalysator te neutraliseren. Na enige tijd treedt er afscheiding van de gevormde glycerollaag op waardoor deze kan afgelaten worden. Vervolgens worden er een aantal wasstappen uitgevoerd waarna het reactiemengsel gedroogd wordt onder vacuüm. Hierdoor wordt buiten het water ook de nog aanwezige overmaat alcohol afgedestilleerd. In een laatste stap kan een vacuümdestillatie uitgevoerd worden van de bekomen esters.
|
|
|
|
V.l.n.r.: afvalvet, methylesters uit afvalvet en gedestilleerde methylesters uit afvalvet |
|
Last modified at 2/21/2007 11:52 AM by Koen Verwimp
|
|