Herstellung von Biodiesel

Der Treibstoff Biodiesel ist in seinen Eigenschaften dem normalen Diesel sehr ähnlich, wird aber nicht aus Erdöl, sondern aus pflanzlichen oder tierischen Fetten hergestellt. Die bekanntesten Pflanzenöle sind: Rapsöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl und Palmöl. Auch gebrauchte Öle und tierische Fette können für die Erzeugung von Biodiesel verwendet werden. Um aus diesen Ölen Biodiesel herzustellen zu können, werden Sie einem chemischen Prozess unterzogen. Dieses Verfahren wird Umesterung genannt. In einer chemischen Reaktion wird das im Öl vorhandene Glycerin durch Methanol ersetzt. Eine Lauge dient dabei als Katalysator. Das Ergebnis der Umesterung wird Methylester genannt. Wird Rapsöl verwendet, so nennen wir es Raps-Methyl-Ester (RME). Als Rückstand erhalten wir aus diesem Prozess einen weiteren wertvollen Rohstoff, das Glycerin. Dieses kann vielfältig verwendet werden, z.B. für die Herstellung von Seife, Schmiermittel, Kosmetik, Kunststoffen, Polyurethanschaum, Farbstoffen, Bremsflüssigkeit, Frostschutzmittel, Weichmacher für Filme, wasseranziehendem Zusatz für Farbbänder, Kopiertinten und Druckfarben und zur Synthese von Nitroglycerin.

Die Vorteile von Biodiesel

Biodiesel ist biologisch abbaubar, es verringert die Emission von Kohlenwasserstoff und von Ruß um 50 % und ist CO₂-neutral. Zudem ist Biodiesel auch sehr sicher in der Handhabung (der Flammpunkt liegt bei ~ 170 Grad C). Biodiesel ist mit normalem fossilem Diesel in jedem Verhältnis mischbar.

Wer kann Biodiesel herstellen?

Die Herstellung von Biodiesel ist ein relativ einfacher Prozess. Jede Person kann sich heute seinen Biodiesel selbst erzeugen und sich unabhängig von fossilem Diesel machen, wenn die verschiedenen Auflagen und Bestimmungen der Gemeinde und des Kantons nachgekommen wird. Neue Verfahren, Methoden und Maschinentechnik werden auf den folgenden Internetseiten ständig aktualisiert: http://journeytoforever.org/biodiesel.html und http://biodieselcommunity.org. Hier findet man über das Thema Biodiesel einschliesslich nützlicher Tipps zum Titrieren, Waschen und Trocken. Des Weiteren gibt es verschiedene Zeitschriften, z.B. „Biodiesel Magazin“ mit aktuellen Themen.

Wie wird Biodiesel hergestellt

Biodiesel entsteht durch eine chemische Reaktion, der Umesterung, in der das im Öl gebundene Glycerin in Gegenwart eines Katalysators in ein Alkohol umgewandelt wird. Als Katalysator wird entweder NaOH (Natriumhydroxid) oder KOH (Kaliumhydroxid / Ätzkali) als Katalysator verwendet. So kann guter Biodiesel hergestellt werden. In den oben genannten Quellen gibt es viele nützliche Tipps zur Weiterbildung. Eigene Experimente verbessern das Wissen um den Prozess, ermöglichen effektiveres Arbeiten und verbessern die Qualität des Biodiesels.

Drei Zutaten: Öl - Alkohol - Katalysator

Öl  

Der Hauptbestandteil für die Produktion von Biodiesel ist pflanzliches Öl oder tierisches Fett. Viele Produzenten sammeln alte pflanzliche Abfallöle von Restaurants. Für die Produktion grösserer Mengen von Biodiesel werden die hier wachsenden ölhaltigen Pflanzen verwendet.

Alkohol

Der zweite Bestandteil ist Alkohol. In der Regel wird Methanol zur Aufbereitung von gebrauchten pflanzlichen Fetten verwendet. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Methanol wesentlich gefährlicher ist als Ethanol. Das Einatmen und der Haut- und Augenkontakt sind zu vermeiden. Entsprechende Schutzkleidung mit Handschuhen sowie Augen- und Gesichtsschutz ist zu tragen. Der Arbeitsraum muss gut durchlüftet sein.

Katalysator

Der dritte Bestandteil ist der Katalysator. Man kann sowohl KOH als auch NaOH verwenden. Benutzt man KOH, verhält das sich das gewonnene Glycerin weniger toxisch.

In diesem Fall kann das Glycerin in einen Kunstdünger verwandelt werden. KOH löst sich außerdem vollständiger als Methanol. Der Vorteil von NaOH ist die preiswertere Verfügbarkeit  und die einfachere Handhabung. Daher verwenden wir in dieser Anleitung NaOH als Katalysator.

Natürlich kann KOH ebenso gut verwendet werden. Bei NaOH ist ein Reinheitsgrad von mindestens 96 Prozent oder mehr einzuhalten. KOH ist in dieser Reinheit kaum zu bekommen, Gewöhnlich wird es mit 92 % Reinheit verwendet, doch auch bei 85 % arbeitet KOH als Katalysator noch zufrieden stellend.

Sowohl KOH als auch NaOH sind sehr gefährliche Chemikalien. Auch hier gelten dieselben Sicherheitsvorschriften wie beim Methanol.

Öl Qualität

Je sauberer und frischer das Öl desto einfacher ist es, gute Biodieselqualität herzustellen.

Die Farbe, Transparenz und der Geruch sind wichtige Kriterien. Helle, klare und durchsichtige Öle eignen sich am besten. Trüb-dunkles und unangenehm riechendes Öl ist weniger geeignet. Daher sollte bei geringwertigem Rohstoff zunächst eine kleinere Menge verarbeitet werden. Bei gutem Testverlauf kann jetzt mit der Produktion begonnen werden.

Diese Anleitung zeigt einen einfachen Weg zur Herstellung von Biodiesel. Es ist wirklich nicht schwierig. Erst bei Verwendung von Ölen und Fetten geringer Qualität mit stärkerer Verschmutzung oder höherem Wassergehalt wird die Herstellung etwas aufwendiger

Wasser im Öl

Zu viel Wasser stört den Prozess der Umesterung. Wird außerdem noch zu viel Katalysator eingesetzt, so kann sich eine Art Gel bilden. Es gibt teuere Labormeßgeräte für die Bestimmung des Wassergehalts in Öl. Für unsere Zwecke reicht ein sehr einfaches Testverfahren: Ein halber Liter Öl wird auf 50 Grad Celsius erwärmt. Beginnt bei dieser Temperatur eine Blasenbildung und entstehen zischende/knackende Geräusche, so ist der Wassergehalt zu hoch. Treten diese Erscheinungen auch bei 60 Grad noch nicht auf, so braucht kein Wasser aus dem Öl entfernt zu werden

Titration

Vor der Herstellung von Biodiesel müssen wir wissen, wie viel Methanol und Katalysator dem pflanzlichen Öl zuzugeben ist. Bei Verwendung von Methanol benötigen wir circa 200 – 220 ml pro Liter Öl. Die Zugabe des Katalysators NaOH ist variabel. Bei frischem Pflanzenöl wird 5 Gramm NaOH pro Liter Öl verwendet, um einen vollständigen Austausch des Glycerins zu erreichen. Bei Abfallölen wird die gleiche Menge NaOH benötigt, doch für die Neutralisation der freien Fettsäuren ist zusätzlich noch mehr Katalysator erforderlich. Die Menge der freien Fettsäuren wird mittels Titration bestimmt.