di Duilio Curcio
Il Biodiesel è un carburante combustibile facilmente ottenibile da biomassa; l’impianto di produzione di biodiesel è un sistema complesso, come complesso e articolato è il processo che dagli oli vegetali e animali porta al prodotto finito.
Che cos’è il Biodiesel
Il Biodiesel è stato inventato da Rudolph Diesel, che durante l’esposizione mondiale di Parigi del 1900 utilizzò per la prima volta olio di semi di arachidi come carburante nei motori a combustione diesel.
Negli ultimi decenni, l’impiego del biodiesel si mostra senza dubbio una delle alternative più valide per ridurre il consumo di petrolio.
Il Biodiesel generalmente si ricava da oli vegetali e grassi animali; le materie prime più utilizzate sono la colza, il girasole e la soia (materie di prima generazione), oppure gli scarti di friggitoria (materie di seconda generazione).
Il Biodiesel di seconda generazione deriva da materie prime che non possono essere impiegate ad uso alimentare e non vengono quindi sottratte a questo utilizzo.
Biodegradabilile, non tossico e con un basso contenuto di inquinanti nelle emissioni, il biodiesel è considerato una forma di energia rinnovabile; i suoi requisiti minimi di qualità sono definiti dalla norma americana ASTM D6751 e dalla norma europea EN 14214:2008.
Schema a blocchi del processo di produzione del biodiesel
La Figura sotto riportata evidenzia le fasi principali di un tipico processo di produzione del biodiesel.
All’olio ottenuto dal degommaggio o deacidificazione sono aggiunte in modo continuo le opportune quantità di metanolo e di metilato sodico (catalizzatore di reazione) in soluzione metabolica.
La miscela cosi ottenuta è, successivamente, sottoposta alla reazione di transesterificazione: la glicerina formatasi durante la reazione viene “allontanata” attraverso i reattori posti in serie.
Il Biodiesel in uscita dall’ultimo reattore, in soluzione con l’eccesso di metanolo indispensabile affinché la reazione sia quantitativa (cioè l’olio sia completamente convertito in metilesteri), viene inviato in un sistema di decantazione.
Alla miscela viene aggiunto in continuo acido organico (citrico) in piccole quantità allo scopo di spegnere l’attività del catalizzatore (metilato sodico): questo impedisce la formazione di monogliceridi, che tenderebbero ad alterare la qualità del prodotto finale.
Durante la fase di decantazione vengono eliminate le ultime frazioni di glicerina, l’alcalinità residua generata dal sodio metilato e le piccole quantità di saponi prodotti dalla reazione degli acidi grassi liberi residui dal processo di raffinazione dell’olio con il catalizzatore.
La glicerina, che contiene anche parte del metanolo di reazione in eccesso, viene separata nei reattori e nei decantatori e accumulata in un apposito serbatoio per essere inviata ai successivi trattamenti.
Dall’altro lato, la miscela biodiesel-metanolo è sottoposta ad un sistema di evaporazione la cui funzione consiste nella totale eliminazione del metanolo dal metilestere.
Il metanolo evaporato, condensato in appositi scambiatori, è immerso nuovamente nel circuito di reazione.
Il Biodiesel in uscita dal sistema di evaporazione del metanolo, che contiene ancora tracce di saponi e glicerina, viene sottoposto ai processi di centrifugazione e depurazione finale perché raggiunga le specifiche di purezza predefinite.
La reazione di transesterificazione e le pompe utilizzate
Nel diagramma a blocchi di Figura 2 è dettagliata la reazione di transesterificazione.
L’olio vegetale e i catalizzatori (sodio metilato ed alcol metilico), stoccati in appositi serbatoi, sono convogliati verso i due reattori attraverso le pompe identificate con le sigle P1-P2-P3-P4-P5-P6-P7-P8-P9-P10.
Si tratta di pompe centrifughe orizzontali o verticali, solitamente realizzate in materiale plastico adatto al contatto con fluidi caratterizzati da differenti specifiche chimico-fisiche.
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