Úvod » Ekologie » Domácí bionafta

Domácí bionafta

Přidat do mého PORTu

10. 3. 2010

Domácí bionafta

Bio, bio, bio – toto označení je rozhodně moderní. Biozelenina, biojogurty, biopaliva. Takže pokud nechcete zůstat stranou, nalaďte se na Michaelův experiment a naučte se, jak si vyrobit vlastní bionaftu v pohodlí vlastní kuchyně.

Tereza: Před pár týdny jsme se Michaelem stali pokusnými králíky.

Filip: Tentokrát se objektem pokusu stal samotný Michael. A s ním i Terezka.

Tereza: Prožili jsme několik minut v komoře s velice nízkou teplotou minus140 °C. Dříve než jsme do komory mohli vstoupit, museli jsme projít důkladnou lékařskou prohlídkou. Michaelovi ovšem lékař sdělil, že by měl pár kilo shodit.

Prof. Bunc: To znamená – nezbude vám nic jiného než začít pravidelně cvičit.

Michael: Á – řízky.

Tereza: Ne, ne. Pro tebe je salát. Řízečky jsou pro mě.

Michael: Snažím se tvrdě pracovat na tom, abych se zas dostal do formy. A tak smažená jídla jsou pro mne striktně zakázána. Podívejte se na ten tuk. Fuj! Jeho hlavní součástí jsou triglyceridy. Správně řečeno triacylglyceroly. Skládají se z atomů uhlíku, vodíku a kyslíku, spojených do zvláštního tvaru. Vypadají takto: glycerolová páteř propojená do tří molekul mastné kyseliny. Podívejte se na jejich dlouhé uhlovodíkové řetězce, plné chemické energie.

Michael: In fact triglycerides in this oil contain as much as twice amount of energy per unit mass as do carbohydrates like this piece of bread.
Triglyceridy obsahují dvakrát více energie na jednotku hmotnosti než sacharidy jako tento kus chleba.

Tereza: Ale Michaele, i tohle je pro tebe příliš mnoho energie. Pamatuj na svou dietu.

Michael: To bohužel ano. Ale když nemohu využít tu úžasnou chemickou energii, ukrytou v oleji, pro sebe, můžu chytře využít chemii a přeměnit tuto energii na něco stejně užitečného – na bionaftu.

Tereza: Bionaftu? Z tohohle?

Michael: That’s right. A diesel fuel not from oil for the petrochemical industry, but from normal home vegetable oil.
Ano. Naftu ne z ropy pro petrochemický průmysl, ale z obyčejného rostlinného oleje u nás doma.

Tereza: Na internetu najdete spoustu informací o tom, že rostlinný olej se dá jako palivo do dieselových motorů použít přímo. No tak opravdová bionafta přece jen vyžaduje trošku chemie, že Michaele.

Michael: Ano, musíme oddělit mastné kyseliny od jejich glycerolového základu, a tak je přeměnit na volné estery. A to je ta bionafta. K tomu využijeme klasický chemický proces – transesterification.

Tereza: Trans co?

Michael: Transesterification. And it works like this.
Transesterifikaci. A ta funguje takhle.

Filip: Nejprve musí Tereza pomocí sítka a látkového filtru z oleje odstranit všechny kousíčky strouhanky a ztuhlého tuku.

Michael: Alkohol. V našem případě metanol CH3OH – nejjednodušší z alkoholů. Transesterifikace probíhá, když zahřátý olej reaguje s metanolem. Tato reakce je ovšem velice pomalá. Aby se rozběhla, potřebujeme katalyzátor. Můžeme použít nějakou ze silných kyselin nebo zásad. My použijeme hydroxid sodný neboli louh.

Filip: Scezený olej musíme zahřát na 55 °C. Michael mezitím odměřuje přesně 220 mililitrů metanolu.

Tereza: Čtyřicet sedm. Ještě chvilku.

Filip: Do láhve nasypeme asi pět gramů hydroxidu sodného, přilijeme metanol a pořádně protřepeme.

Tereza: Padesát pět.

Michael: Sodium hydroxide, especially when dissolved in methanol, can be a very dangerous material if not handled properly. Please wear safety gloves and safety glasses. And do respect chemical compounds. Sodium hydroxide can be a good servant but a very cruel master.
Hydroxid sodný, především rozpuštěný v metanolu, může být velice nebezpečný, když s ním nezacházíme správně! Používejte prosím rukavice a ochranné brýle. Před chemickými látkami se opravdu mějte na pozoru. Hydroxid sodný může být dobrý sluha, ale velice zlý pán.

Tereza: A Michael chtěl pouze litr. A jednu dvoulitrovou láhev.

Filip: Padesát pět stupňů teplý olej nalijeme do dvoulitrové plastové nebo skleněné láhve.

Michael: Terinko, prosím. A do oleje opatrně přilijeme směs metanolu a hydroxidu sodného. Dobře uzavřeme a nejméně pět minut pořádně protřepeme.

Tereza: Pokud cítíte přetlak, opatrně uzávěr povolíme a zase zavřeme. Když je protřepáno, postavíme stranou a necháme, aby začala působit chemie.

Michael: Asi po půlhodině si všimněte rozdílu v barvě.

Tereza: Copak se asi uvnitř děje?

Michael: Jednoduše řečeno – máme tu dvě vrstvy. Ta horní – to jsou ty estery. Čili naše bionafta. A ta dolní – to je glycerol.

Filip: Ionty z hydroxidu sodného nejprve zbaví metanol protonů. Vznikne voda a velice reaktivní metoxidové ionty. Ty útočí na atomy uhlíku v esterovém oleji. Elektrony přeruší vazby mezi esterem a glycerolem a je tu metylester – bionafta.

Tereza: Přestože to pouhým okem nevidíme, proces transesterifikace uvnitř láhve stále probíhá. Aby reakce doběhla až ke svému konci, dáme jí čas do rána – přes noc.

Michael: Good night, transesterification reaction. And sleep well.
Dobrou noc transesterifikační reakce. A sladké sny.

Tereza: Máme ráno a reakce už určitě skončila.

Michael: Nejprve musíme oddělit bionaftu od glycerolu, který je na dně láhve. Odděleno.

Tereza: Nyní musíme naši bionaftu zbavit všech nečistot.

Michael: K tomu použijeme teplou destilovanou vodu.

Filip: Teď bude následovat to, o čem sami víte, že v praxi moc nefunguje. Promíchat mastnotu s vodou.

Tereza: Michael míchá zpočátku opatrně, ale postupně stále odhodlaněji. Voda zachycuje nečistoty a postupně se zakalí.

Filip: Znečištěnou vodu opatrně vypouštíme do misky. Musíme pomáhat stlačením láhve, podtlak uvnitř nechce pustit ven všechnu vodu.

Tereza: Tento proces s teplou vodou opakujeme tak dlouho, až je vypouštěná voda čirá.

Filip: Vyčištěnou bionaftu nalijeme přes filtr do pánve. Co nejvíc tak zvětšíme povrch kapaliny.

Tereza: Potřebujeme totiž, aby se odstranily zbytky vody, které by jinak při spalovacím procesu v motoru vadily.

Michael: Pojďme si ověřit, jestli naše bionafta skutečně funguje jako biopalivo.

Tereza: Pro srovnání zapálíme naši výchozí surovinu – rostlinný olej, a bionaftu.

Filip: Vlevo olej, napravo bionafta.

Tereza: Výborně.

Filip: Zpočátku obě látky vzplanuly stejně. Ale za pár okamžiků nastala změna.

Michael: So we can see the difference here. The sunflower oil does burn a small flame. But here our biodiesel really does give a full flame. So the process of the transesterification really does make a difference to the burning properties of the oil.
Vidíme tu rozdíl. Slunečnicový olej hoří malým plamenem. Ale naše bionafta dává opravdu velký plamen. Transesterifikace tedy způsobí rozdíl v hoření oleje.

Filip: Zatímco nafta z ropy, kterou kupujeme na benzínových stanicích, je směsí řetězcových a kruhových uhlovodíků, bionaftu tvoří dlouhé řetězce alkylesterů.

Tereza: Bionafta má oproti naftě z ropy asi o deset procent nižší energetický obsah. Její zbytky poškozují vstřikování moderních motorů. Její domácí výroba a používání je u nás považována za daňový únik.

Michael: Biodiesel – obtaining fuel suitable for diesel engines from organic sources is in fact not a new invention.
Bionafta – palivo z organických zdrojů, vhodné pro dieselové motory, ve skutečnosti není nový vynález.

Michael: Přestože Diesel svůj první motor zkonstruoval pro naftu z ropy, věděl, že může fungovat i na bionaftu.

Tereza: Že je to skutečně možné, předvedl už v roce 1900 na Světové výstavě v Paříži. Svůj motor tam poháněl olejem z burských oříšků.

Michael: No obávám se, že doba, kdy biopaliva nahradí naftu z ropy, ještě nepřišla. Ale už se třeba blíží.

Tereza: Než abychom dováželi ropu ze zahraničí, která se těží hluboko z podzemí, možná bychom si mohli pěstovat vlastní biopaliva.

Michael: Aby to i v našich podmínkách bylo technicky realizovatelné a ekonomicky výhodné, bude to vyžadovat ještě hodně práce i politické vůle.

Michael: Cha, cha. Řízek. Pšt – Terince ani slovo.

Michael Londesborough, Vladimír Kunz

Vstoupit do diskuse

komentářů: 0

Nejsledovanější