Производство биодизеля в домашних условиях

  • автор:

В последние десятилетия развитые страны мира уделяют все больше внимания замене традиционного дизельного топлива альтернативным, биологическим. Это горючее, называемое биодизелем, получают из масел различных технических (рапс) и естественных (пальма) культур по сравнительно простой технологии. Неудивительно, что разные мастера – умельцы быстро подхватили эту идею и организовали у себя дома небольшое производство биодизеля для личных нужд. Разберемся же, как происходит переработка растительных масел в горючее, и каким образом можно наладить данный процесс в домашних условиях.

Как производится дизельное биотопливо?

Сырьем для этого вида топлива могут служить любые культуры, из которых получают большое количество растительного масла. Чаще всего это рапс и соя, их переработка дает максимальный выход сырья и, соответственно, конечного продукта в виде биодизеля.

В дело идут и животные жиры, являющиеся отходами мясокомбинатов, кожевенных заводов и других предприятий. Также годятся перегоревшие растительные масла из ресторанов и прочих заведений общественного питания.

Следует отметить, что биодизель из масла растительного и животного происхождения производится по относительно простой технологии. Основные этапы технологического процесса выглядят следующим образом:

  • грубая и тонкая очистка сырья (масла) от мельчайших примесей;
  • смешивание масла и метилового спирта с добавлением щелочного катализатора в реакторе. Пропорции сырья и метанола – 9 : 1, катализатором служит гидроксид натрия или калия;
  • нагрев до 60 °С и перемешивание при этой температуре в течении примерно 2 часов. Этап носит название этерификации;
  • полученная субстанция отстаивается в отдельной емкости и расслаивается на 2 вещества – глицериновая фракция и собственно биодизель;
  • вещества разделяются в сепараторе, после чего горючее проходит термическую обработку с целью выпаривания из него воды.

Примечание. Глицериновая фаза – это еще не чистый глицерин, для его выделения субстанцию надо дополнительно переработать. Так что схема полного цикла выглядит куда сложнее:

Технологическое оборудование для производства биодизеля тоже не отличается высокой сложностью и представляет собой несколько емкостей, соединенных между собой трубопроводами, а также насосы – главный и несколько дозирующих. Поскольку на предприятиях все этапы автоматизированы, то реактор и другие резервуары оборудованы датчиками температуры и уровня, а насосами управляет контроллер. Все данные о протекающем процессе выводятся на дисплей оператора.

Производство в домашних условиях

Первая и одна из главных проблем – где взять достаточное количество сырья. Хорошо, если вы фермер и выращиваете рапс либо являетесь владельцем ресторана, где остаются отходы растительных жиров. Если же доступа к источнику недорогого сырья у вас нет, то и делать биодизель своими руками вы не сможете. Покупать масла будет нерентабельно, особенно учитывая проблему вторую – качество топлива.

Чтобы смело использовать в любых автомобилях или отопительных котлах произведенный в домашних условиях биодизель, надо обеспечить качество продукта. Иначе вы столкнетесь с бесконечными ремонтами и очистками ваших двигателей и форсунок котлов. А для этого технология должна быть организована и выверена на высоком, а не кустарном уровне. В свою очередь, это приведет к тем же затратам, чья окупаемость – под вопросом.

С низким качеством биодизеля могут на долгое время примириться старые автомобили и трактора с неприхотливыми двигателями и топливными системами. То же касается отопительных капельных печей и котлов с горелкой Баббингтона, нетребовательных к качеству горючего. На этот случай подойдет простейшая установка для производства биодизеля, при других раскладах технологию придется усложнить. Итак, для сборки установки потребуется:

  • 3 емкости из пластика, 2 из них большие и одна поменьше;
  • 5 шаровых кранов;
  • трубы и фитинги (тройники, колена);
  • электрический ТЭН с терморегулятором;
  • насос.

Чтобы освоить производство биодизеля в домашних условиях, надо установить емкости на металлические подставки горловиной вниз, а сверху проделать закрывающиеся отверстия для заливки компонентов. Можно использовать и металлические бочки или самодельные баки из стальных труб большого диаметра. Внизу каждого сосуда надо приделать штуцер, а к нему прикрутить кран, после чего соединить все элементы между собой трубами, как показано на рисунке:

Средняя емкость будет служить реактором, куда необходимо встроить ТЭН. В другой большой бак заливается масло, а в малый – метиловый спирт. Предварительно к метанолу добавляется каустическая сода, играющая роль катализатора. Открыв краны таким образом, чтобы вещества из вспомогательных емкостей попадали в реактор, включается насос и ТЭН, чей термостат настроен на температуру 60 °С.

В видеоролике ведущий программы Top Gear Джереми Кларксон рассказывает и показывает, как сделать биодизель в домашних условиях:

О плюсах и минусах биодизеля

Основная масса достоинств этого вида горючего относится к снижению выбросов в окружающую среду. Если смотреть на вопрос глобально, то количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании топлива, теоретически равняется тому объему, что потребили из воздуха масличные культуры. Можно считать, что выдерживается баланс, но только при сжигании биодизеля в котлах, их КПД довольно высок. А вот эффективность ДВС – всего 60%, там помимо углекислого образуется и угарный газ, загрязняющий атмосферу.

В составе топлива очень мало серы, из-за чего использование биодизеля наносит куда меньший вред окружающей среде. При попадании в воду горючее не загрязняет ее, а постепенно разлагается микроорганизмами. Ну и двигатель на растительной солярке работает лучше, ибо его цетановое число (51) выше, чем нефтяного топлива (42—45). Из минусов стоит отметить:

  • более высокую стоимость по сравнению с традиционным горючим;
  • невозможность длительного хранения, спустя 3 месяца начинается процесс его разложения;
  • большие посевные площади для выращивания сырья.

При производстве своими руками образуются технологические отходы биодизеля в виде глицериновой фазы, которые невозможно переработать в домашних условиях. Да и само топливо, добытое дома, не сравнится по качеству с заводским и может создать много проблем во время эксплуатации ДВС. Поэтому умельцам, занимающимся этим делом, можно посоветовать как можно тщательнее фильтровать масло перед загрузкой в бак, это касается и конечного продукта.

Как выяснилось, изготовление биодизеля не такое уж и простое дело, как может показаться. Особенно если ориентироваться на советы, взятые из интернета. Это вовсе не значит, что домашнее производство горючего невозможно, просто оно потребует значительных вложений и усилий.

Плюсы и минусы биотоплива

Развитие биотехнологий решает проблему утилизации органических отходов, а также замены нефти и газа на альтернативные виды топлива. Но неразумное их использование может вызвать дополнительные проблемы с климатом, а также экосистемами. Рассмотрим несколько ключевых пунктов в развитии этой отрасли:

  • Биотопливо — это возобновляемый источник энергии с дешевым сырьем.
  • Технологии, основанные на переработке органических отходов, применимы везде, где есть люди и производственные комплексы.
  • Производство биологического топлива снижает уровень углекислого газа в атмосфере, а его применение вместо традиционного горючего уменьшает выработку углекислого газа.
  • Выращивание монокультур в больших масштабах (в качестве сырья для биотоплива) приводит к обеднению почвенного состава и снижению биоразнообразия, что оказывает влияние на климат.

Разумный подход к производству биологического топлива способен решить самые острые экологические проблемы окружающей среды.

БИОТО́ПЛИВО (биологическое топливо), топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов, получаемое из биомассы термохимическим или биологическим способом. Биотопливо классифицируют по агрегатному состоянию и поколениям. По агрегатному состоянию различают жидкую биомассу (обычно применяют для двигателей внутреннего сгорания); твёрдое биотопливо (способно гореть при условии, что топливо состоит из горючего, например дерева, и окислителя, которым часто служит кислород воздуха); газообразное – биогаз (газ, получаемый брожением биомассы), биоводород, метан. Биотопливо, как правило, делится на первичное и вторичное. Первичное биотопливо используется в необработанном виде, в первую очередь для отопления, приготовления пищи и электричества; в основном это топливная древесина, каменный уголь. Вторичное биотопливо можно условно разделить на три поколения (на основе различных параметров, типа технологии обработки, исходного сырья и др.); производится путём переработки биомассы и используется на транспортных средствах, в различных промышленных процессах и др.

Почему лучше использовать биотопливо?

Биотопливо является альтернативным, возобновляемым источником энергии на земле.

Основные его достоинства следующие:

  1. Ценовая доступность позволяет использовать этот вид топлива во всех сферах жизнедеятельности человека.
  2. Возобновляемость. Одним из важных преимуществ над бензином является способность биотоплива возобновляться.
  3. Биотопливо способствует замедлению глобальных изменений. Его использование уменьшает парниковый эффект (до 65%)
  4. У стран-производителей биотоплива, уменьшается зависимость от импорта данного товара.
  5. Превосходная заправка для автомобиля.

Особенности биокаминов

Это устройство – не отопительный прибор. Они существенно отличаются от электрокаминов, которые кроме декоративной функции, ещё и отапливают помещение, при этом сильно сушат воздух и потребляют довольно много электроэнергии.

Технология производства биокамина не слишком сложна. Его можно изготовить своими руками, лишь бы фантазия работала в нужном направлении. Основа любого подобного устройства – ёмкость для биотоплива и декоративный короб.

Ёмкость для топлива снабжена горелкой и крышкой. Чтобы потушить огонь, достаточно её опустить. Форма ёмкости подбирается в зависимости от дизайнерского замысла и может быть любой – круглой, квадратной, пирамидальной.

Декоративный короб должен быть закрытым Его прочно крепят на постоянное место. Впрочем, если нравится смотреть на открытое пламя, можно сделать что-то оригинальное из огнеупорной стеклянной ёмкости.

Огонь в огнеупорном стекле смотрится стильно и завораживающе.

Топливо

Основной компонент рабочей жидкости для биокамина – спирта, только не медицинский, а производимый из природных компонентов (этанол) с добавлением денатурата или очищенного бензина и других присадок в небольшом количестве. Основа этанола – корнеплоды и растения, в большом количестве содержащие крахмал или сахар. Таким образом, биотопливо для каминов в промышленных масштабах выпускается из:

  • кукурузы;
  • клубней маниока;
  • свеклы;
  • сахарного тростника;
  • картофеля;
  • батата;
  • сорго и ячменя.

Неплохим сырьём является рисовая и пшеничная солома, растительные остатки от производства сахарного тростника, древесные опилки.

Продукты, из которых «гонят» этанол.

Топливо для биокаминов получают в промышленных условиях разными способами: гидролизным, с помощью брожения. Первый применялся исключительно в СССР, второй использовали и используют в других странах, а в настоящее время и в России.

Технология производства состоит из нескольких этапов:

  1. Сырьё подготавливают и очищают от посторонних примесей.
  2. Загружают его в специальные ёмкости для ферментации. Для осуществления процесса требуется добавка дрожжей. Они превращают крахмал, содержащийся в сырье, в этанол.
  3. Брагоректификация или очистка полученной жидкости от сивушных масел.

Преимущества этанола

Приставка био говорит о том, что при его горении (сгорании) не выделяется вредных веществ, дыма, на окружающие предметы не оседает сажа и копоть. Всё, что попадает в воздух – это пары воды и углекислый газ. При работающем биокамине нужно обеспечить приток в комнату свежего воздуха. Для холодного времени года оптимальным вариантом станет щелевое проветривание.

Таким образом, преимущества у биотоплива для биокаминов следующие:

  1. При правильной эксплуатации полностью безопасны.
  2. При сгорании выделяется чистый водяной пар и CO2.
  3. Внешний вид огня самый обычный, как будто горят настоящие дрова.
  4. Стоимость доступна для обычного потребителя.

Этанол горит синим пламенем, а настоящие дрова – языками самых разных цветов – оранжевым, жёлтым, синим. Чтобы добиться максимального сходства. В промышленное биотопливо добавляют специальные присадки. Добиться такого же эффекта для самодельных смесей проблематично.

Биотопливо на основе этанола используется не только в биокаминах.

Изготовление топлива своими руками

Стоимость готового этанола невелика. Однако для умельцев, привыкших всё мастерить своими руками, будет полезно узнать, что биотопливо для биокаминов можно сделать своими руками. Процесс его производства сопряжён с некоторой опасностью случайного возгорания. Поэтому не стоит рисковать, если есть возможность приобрести смесь в магазине.

Заправка биокамина топливом

Биотопливо своими руками для камина можно составить двумя способами:

  1. Купить медицинский спирт (96%) и соединить его с очищенным бензином (авиационный, маркировка Б-70, его используют в зажигалках).
  2. Произвести спирт самостоятельно, что довольно накладно и трудоёмко, так как необходима высокая степень очистки. При обычном же брожении получается этанол крепостью всего 15%. Это зависит от дрожжей. При более высокой крепости они просто погибнут.

Поэтому второй вариант остаётся лишь для ярых любителей гнать спирт. Биоэтанол своими руками из двух готовых составляющих готовится просто:

  1. Возьмите 9 – 9,4 частей спирта и 0,6 – 1 часть авиационного бензина.
  2. Аккуратно смешайте обе жидкости.
  3. Налейте в ёмкость для биотоплива и аккуратно подожгите.

Расход экономный, всего 0,1 литра в час. Храните топливо в пластиковой посуде или канистре (зависит от произведённого объёма). Перед заливкой в топливный бак обязательно перемешайте. При хранении жидкость расслаивается.

Составляющие для кустарного производства биотоплива

Совет. Топливо для биокамина своими руками лучше всего изготавливать на открытом воздухе. Позаботьтесь о средствах защиты – наденьте на руки медицинские перчатки, нос и рот закройте медицинской маской. Смешивание двух жидкостей проводите в плотно закрытой таре. Заливайте их в неё через пластиковую воронку. Проверяйте готовую жидкость для биокамина тоже на открытом воздухе.

Тонкости работы с топливом

Этанол горит так же как и бензин или керосин. Поэтому при работе с ним, в частности, при заполнении топливного бака в биокамине нужно соблюдать меры предосторожности:

  1. Хранение ёмкостей с промышленным топливом осуществляют в помещении, расположенном как можно дальше от источников тепла и возможного возгорания, в плотно закрытой таре. Такие же требования распространяются и на самодельные смеси. После смешивания их нужно перелить в чистые канистры, укупорить и унести подальше от детских глаз.
  2. Заполняя бак камина, отлейте необходимое количество смеси в пластиковую посуду. Желательно, чтобы её горлышко было снабжено выступом для удобного наливания. Пополняйте бак, используя пластиковую воронку.
  3. Если топливо попало на камин или пол, удалите его при помощи ветоши. Место промойте водой с мылом и вытрите насухо. Ветошь выбросьте, так как она может случайно воспламениться.
  4. Дополнять бачок можно как при полном выгорании смеси, так и при нахождении в нём некоторого её количества. Для этого потушите пламя (опустите крышку на горелку), дождитесь полного остывания и только потом приступайте к дозаправке.
  5. При попадании топлива на руки вымойте их с мылом.
  6. При случайном попадании в глаза промойте их большим количеством воды и обратитесь к специалисту.

Интересные факты

Биокамины могут работать на разном биотопливе. Кроме жидкостей это могут быть и газ, и твёрдые материалы. Получить биогаз и твёрдое топливо намного проще, чем чистый этанол.

Природный газ представляет собой смесь CO2 и метана (до 70%). Это огне- и взрывоопасное соединение. Тем не менее, многие довольно успешно получают его в домашних условиях, например, из конского или коровьего навоза, смешанного с растительными остатками и водой.

Бензин, используемый для самостоятельного приготовления жидкого биотоплива должен быть чистым, прозрачным, без запаха. Никогда не экспериментируйте с автомобильным топливом!

Чтобы камин на биотопливе выглядел совсем настоящим, выпускаются специальные керамические дрова. Они могут быть похожи как на только что подкинутые в огонь, так и на обгоревшие. Положите их в очаг, брызните пару капелек пихтового масла и зажгите огонь. Все подумают, что у вас пылают натуральные дрова.

Биотопливо своими руками для камина можно сделать без проблем. Но стоит ли этим заниматься, или всё же проще приобрести готовую жидкость в специализированном магазине? Ответ на этот вопрос у каждого свой. Помните, производство самодельной жидкости позволяет реализовать какие-то собственные интересы или амбиции, но при этом представляет определённую опасность жизни и здоровью.

Способы изготовления своими руками

Существует множество вариантов производства биотоплива в домашних условиях. Эти варианты мы и рассмотрим.

Биотопливо из навоза

Биотопливо из навоза получается путем брожения органических отходов. Смесь помещается в специальный герметичный бункер на длительный срок. В результате испарения жидкости, выделяется газ, которым и можно воспользоваться при обогреве жилых помещений или для приготовления пищи и жидкое удобрение, которое является основой экологического земледелия.

Продукция, которая выращивается с использованием таких удобрений, является экологически чистой и ее продажная стоимость возрастает по сравнению с продуктами выращенными с использованием пестицидов и других химических удобрений.

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

  • навоз;
  • птичий помет;
  • стоки туалета;
  • пищевые отходы;
  • растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.

Уголь для создания биогаза

Для создания биотоплива может пригодиться и древесный уголь, тот самый уголь, без которого нам не обойтись на природе при жарке овощей и шашлыка. Его можно приобрести в магазине, а можно и сделать самому.

Уголь в домашних условиях можно изготовить 2 способами:

  • в бочке;
  • в яме;

Рассмотрим каждый способ по отдельности. И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Для изготовления древесного угля в бочке вам понадобится, собственно говоря, бочка объемом 200 литров. Внизу бочки делаем штуцер для нагнетания кислорода. Затем в бочке разводим костер, постепенно добавляя поленья.

Когда бочка будет наполовину наполнена дровами, начинаем нагнетать кислород. Для этого, можно воспользоваться пылесосом. После этого, количество дыма уменьшится, а огонь будет гореть лучше. Когда поленья немного прогорят, необходимо закрыть бочку крышкой, а имеющиеся щели замазать мокрой глиной или землей. Ожидаем до полного остывания бочки и древесный уголь готов.

Для изготовления угля в яме нам необходимо выкопать яму, диаметр которой будет равен 0,8 м со скошенными стенками, и разжечь в ней костер. Но прежде, чем разжигать костер, возьмите достаточное количество поленьев, сушняка, веток деревьев из которых вы будете получать уголь.

Дрова в костер укладывайте плотно и постепенно по слоям, один за другим. Дождитесь полного выжигания дров (на это уйдет порядка 3 часов), далее накрывайте поленья мхом или сухими листьями, присыпьте землей и все хорошенько утрамбуйте. Спустя 2 дня уголь будет готов.

Рапсовое биотопливо

Из семян рапса поступивших в маслобойню получают масло и шрот. Далее, это масло поступает в специальную установку, где в результате различных химических реакций из рапсового масла получают метиловый эфир – биодизель.

Перед использованием, его необходимо профильтровать. Этот вид дизеля отличается лучшей воспламеняемостью по сравнению с обычным дизельным топливом.

Состав и расход топлива для биокамина

Экологическое горючее для открытого очага примерно на 95% состоит из этанола растительного происхождения. Остальную часть занимают следующие компоненты:

  • 4% – вода;
  • 1% – метилэтилкетон (денатурирующее вещество).

Кроме того, к биотопливу из расчета 1г/100л добавляется битрекс.

Горючее для биокамина выпускается бутылями и канистрами емкостью 1,5 и 5 л. Обеспечить работу устройства, КПД которого составляет 95%, а тепловая мощность одного отопительного блока – 4 кВт/час, на период от 2 до 5 часов можно с помощью 1 л такого горючего.

Производство экотоплива для биокамина:

  1. После определенной подготовки зерновые культуры, содержащие крахмал, измельчаются.
  2. Полученная смесь проходит процесс ферментации, при которой гранулированное вещество с участием дрожжей преобразовывается в этанол.
  3. Конечный продукт получается на последней стадии во время технологического процесса брагоректификации, который осуществляется в специальных аппаратах.


По сравнению с электрическими и газовыми декоративными очагами, биокамины еще не обрели такой большой популярности среди потребителей. Тем не менее их установка не ограничивается какими-либо критериями, в то время как для каминных устройств, функционирующих на газу, требуется разрешение, которое следует получить в соответствующих службах. Если же квартира находится на 10 и выше этаже, установка газового очага не представляется возможным. То же самое касается и настоящих каминов, которые крайне редко встречаются в городском жилище.

Биокамин отличается от своих предшественников не только доступностью установки, но и специфичностью принципа его работы. Можно приобрести агрегат в специализированном магазине либо сделать биокамин своими руками. Для его розжига не требуются дрова или любые другие горючие вещества. Отопительный блок функционирует за счет наличия в нем биоэтанола, который является спиртовым топливом. Подобную жидкость начали применять еще во второй половине XX века для растопки тогда еще никому не известных биокаминов, созданных итальянским инженером.

Характеристика биотоплива

Среди основных преимуществ подобного горючего важно отметить его экологическую составляющую. При сгорании такого материала копоти, сажи или угарных газов не образуется. Это объясняется просто: биотопливо для камина практически полностью состоит из растительного этанола, который при воздействии высокой температуры распадается на две составляющие: воду и углекислоту. В результате этого при горении образуется пламя синеватого оттенка. Для придания ему большей натуральности биогорючее дополняется специальными присадками, обеспечивающими смену цвета огня с голубого на красный.

В целом сфера применения биологического топлива весьма обширна. Его не только используют для розжига домашних очагов, но и заливают в такие осветительные приборы, как керосиновая лампа. Замена подобной жидкости биогорючим способствует более яркому свечению без образования таких отложений, как копоть и нагар.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *