Eigene Herstellung von Treibstoff für Dieselmotoren
aus gebrauchtem Pflanzenöl
Unter den Bedingungen innerhalb eines Dieselmotors, verhält sich Pflanzenöl sehr ähnlich dem herkömmlichen Dieselkraftstoff. D.h. eingespritzt bei hoher Kompression, erhitzt und entzündet es sich und bewirkt, daß die Gase im Zylinder sich ausdehnen und den Kolben zur rechten Zeit nach unten drücken. Wenn man jetzt aber reines, unverarbeitetes Pflanzenöl verbrennt, verklebt und verkokt es im Motor und an den Einspritzdüsen durch die Fettsäuren im Öl, was eventuell zu teueren und schweren Motorschäden führen kann.
Daher muß man entweder das Öl aufbereiten und damit die Fettsäuren entfernen und es den Eigenschaften des Diesels angleichen, oder sich aber ein System ausdenken, das den Motor von Rückständen des unbehandelten Öls frei hält.
Im Folgenden findet sich unser System für Speiseöl-Veresterung, das wir auf unserer Reise quer durchs Land angewandt haben. Bei Arbeiten mit den u.g. Zusatzstoffen ist größte Vorsicht geboten!
Warnungen und Hinweise!!!!
Wir sind keine KFZ Profis, Chemiker oder Wissenschaftler. Daher sind alle Informationen noch ungenau und im Versuchsstadium. Jeder sollte selbst herausfinden, was bei ihm am besten funktioniert.
-Diese Informationen wurden von verschiedenen einzelnen Personen gesammelt und von uns angewandt ABER wir übernehmen in keinster Weise irgendeine Verantwortung für jemanden, der versucht, dies in die Praxis umzusetzen. Grundsätzlich sind dies zunächst nur öffentliche Informationen, die nach eigenem Ermessen und eigener Verantwortung genutzt werden können. Sie enthalten Informationen zu Veresterung und Biodiesel. Es wird sehr empfohlen, sich ggf. mit einem Mitarbeiter aus der organischen Chemie der nächsten Universität in Verbindung zu setzen und/oder sich mit ihm auszutauschen.
-Diese Informationen sind nicht zum Weiterverkauf an Einzelne gedacht, sondern sollen an alle weitergegeben werden, die sich über diese Dinge informieren wollen.
-Methanol ist giftig. Es kann über die Haut aufgenommen werden und bei Dauergebrauch Nervenschäden verursachen. Bei Augenkontakt kann es zur Blindheit führen und ein Verschlucken kann weitaus schlimmere Folgen haben. Es ist daher entsprechende Vorsicht geboten beim Umgang mit Methanol. Guter Atemschutz und leichte Gummihandschuhe sind empfehlenswert.
-Lauge ist ebenfalls sehr giftig und verbrennt die Haut bei Berührung. Sie führt zudem bei Einnahme zu ernsten Verletzungen.
Dennoch ist es aber möglich, mit entsprechenden Mitteln Kraftstoff sicher herzustellen. Ein Außengelände oder ein gut belüfteter Ort ist am besten geeignet. Wasser-, und Stromversorgung sind ebenfalls nötig. Viel Zeitungspapier und Reinigungsmittel sollten auch unbedingt vorhanden sein.
-Zuerst sollte man immer eine kleine Menge in einem alten Mischer herstellen um die Mengeneinteilung herauszufinden. Bei Erfolg kann man die Mengen direkt multiplizieren.
Niemals sollte man eines der Geräte, Töpfe oder Mixer dieser Flüssigkeit(en) zum Verzehr von Lebensmitteln wiederbenutzen.
Man braucht:
- Gebrauchtes oder frisches Pflanzenöl (gefiltert mit einem Kaffeefilter oder Lappen)
- „Red Devil“ Lauge (Natrium Hydroxid)
- Methanol (Trockengas Methanol- wir haben es in Auto Rennzubehör Geschäften bekommen)
- Isopropyl Alkohol (zum Testen—99%IPA)
- Pipette (oder jedes andere Milliliterröhrchen)
- PH Tester (Papier) -- gibt’s in der Apotheke als (Magen)Säuretester
- Einen alten Mixer
- Meßbecher oder Tassen aus Plastik oder Glas mit metrischen Maßeinheiten – und/oder eine Grammeinteilung.
- Rührer und Löffel aus Plastik, Glas oder Edelstahl
- Plastikeimer
- Gummihandschuhe, Schutzbrille, Plastikschürze.
Freie Fettsäuren vermehren sich, je länger man Pflanzenöl aufheizt – Öl, das zum Kochen gebraucht wurde benötigt mehr reaktive Zusätze – Lauge und Methanol – als frisches Öl. Das Vorhandensein von zu vielen freien Fettsäuren verlangsamt oder stoppt die Reaktion, mit der man Biodiesel gewinnt. Daher ist es nötig die genaue Menge der Lauge (Natronlauge NaOH) zu bestimmen, die man braucht um die Säuren zu neutralisieren. Fügt man zuviel oder zu wenig Lauge hinzu, kommt es zu einer großen Menge an Nebenproduktion (Seife).
1. Man löst 1g NaOH (Natrium Hydroxid- „Red Devil“ Lauge) in 1000ml Wasser auf. Dies ist die NaOH Lösung.
2. Man löst 1ml AltPöl in 10ml IPA (Isopropyl Alkohol) auf. Dies ist die AltPöl Lösung.
3. Mit einer Pipette läßt man die NaOH Lösung mit jeweils 1ml in die AltPöl Lösung tropfen. Tropfen zählen! Nach jedem Tropfen überprüft man den PH Wert der AltPöl Lösung mit dem standard PH Streifen – man wird einen langsamen Anstieg des PH Wertes feststellen. Man gibt so lange NaOH Lösung in die AltPöl Lösung tropfenweise hinzu, bis daß der PH Wert bei 8-9 liegt.
Um die Mengenanteile zu ermitteln geht man folgendermaßen vor:
Man nimmt die Anzahl der (1ml) Tropfen NaOH, die für das AltPöl benötigt werden um den PH Wert von 8-9 zu erreichen und addiert 3,5g NaOH hinzu um das Öl aufzubereiten.
Ein Beispiel einer Formel bei einem einzigen Teil AltPöl:
1 ml Öl wurde titriert mit 1g NaOH/1000 ml Wasserlösung.
Man brauchte 6,0 ml um den PH Wert auf 8 =.006g zu bekommen. Das entspricht 9,5g auf 1000ml Öl oder 9,5kg bei 915g Öl =103% (mit WT).
Pflanzenöl (Pöl): Diesel besteht aus einer Kette von 11-13 Kohlenstoffatomen und frisches Pflanzenöl hat eine Kette von 18 CO Atomen. Altes Pflanzenöl (AltPöl) aber – das zuvor aufgeheizt wurde – besitzt eine Kette von bis zu 32 Kohlenstoffatomen. Um es im Motor zu verbrennen, muß diese Kette auf einen, dem Diesel entsprechenden Wert verkürzt werden.
Die Lauge (Natrium Hydroxid, NaOH. Kalium Hydroxid geht auch) ist der Katalysator der Veresterung. Es funktioniert, indem die Pflanzenölmoleküle aufgebrochen werden wobei man die Triglyzeride von den Hydrokarbonaten abtrennt, wodurch sich die Kette verkürzt (3,5g oder 35% ist die Standardmenge an Lauge die benötigt wird um eine Reaktion hervorzurufen wenn man frisches Pflanzenöl nimmt. Es liegt auf der Hand, daß AltPöl immer etwas mehr benötigt.).
Methanol: Die benötigte Menge an Methanol variiert ebenfalls, aber idealerweise nimmt man möglichst wenig davon um einen möglichst hohen Ertrag zu bekommen. Der Ertrag richtet sich nach der Vollständigkeit der Reaktion. Wenn man also einen 90%igen Ertrag hat, heißt das, daß man 90% der Fettsäuren aus dem Pflanzenöl neutralisiert hat. Nach unseren Erfahrungen sind 15-20% Methanol die optimale Menge, legt man das Gesamtgewicht der Ölmenge zugrunde.
à Am besten nimmt man Trockengas Methanol (das wir im Auto Rennzubehör Handel bekommen haben).
Man kann auch ein Hydrometer benutzen und damit die Ergebnismenge mittels ihrer Dichte ermitteln.
- Pflanzenöl hat eine spezifische Dichte von 910
- Biodiesel hat eine spezifische Dichte von 850-870
(mit AltPöl aus Colorado)
1. Man wiege 4kg AltPöl ab und heize es in einem Suppentopf auf einer heißen Platte auf 120F (ca. 50°C) an.
2. In einem separaten Behälter mischt man 15% von 4kg (also 600g) Methanol (MeOH)* (oder 17,2vol% = 750ml) mit...
3. ...40g (1%) NaOH bis sich das Natrium Hydroxid auflöst. Das NaOH sollte man LANGSAM zufügen, denn es wird sehr heiß und kann auf Dauer auch gefährlich werden.
Diese Mischung ergibt nun Natrium Methoxid. Das wiederum fügt man dem AltPöl hinzu und rührt es 40-60 Minuten lang. Wir haben dazu einen Baumixer Aufsatz für ½ Fuß Bohrer genommen.
JETZT – Nimmt man alle 5-10 Minuten eine Probe und überprüft den Fortschritt des Ausflockens. Die trübe aussehenden freien Fettsäuren (Glyzerin) sinken zu Boden und das Methylester bleibt als durchsichtige Flüssigkeit oben. Wenn man feststellt, daß sich nichts mehr weiter absetzt, kann man mit dem Rühren aufhören. Nun läßt man die Mischung für mindestens 8 Stunden abstehen.
Die Flüssigkeit oben ist nun Methylester. Bevor man sie aber nutzt sollte man alle verbliebenen Seifenreste oder Salze entfernen, weil diese sonst Motorschäden zur Folge haben können. Das Glyzerin am Boden sollte bei einer örtlichen Sammelstelle für Giftstoffe entsorgt werden.
Spülen des Methylesters: Man füllt das Methylester in ein separates, sauberes Gefäß um, um es von aller verbliebenen Seife oder Salzen oder freien Fettsäuren zu reinigen.
Dann gibt man Wasser in das Methylester, rührt ein wenig und läßt das Ganze dann abstehen. Wenn sich das Wasser sauber vom Methylester abgesetzt hat, läßt man es unten ablaufen oder pumpt es heraus. Dies wiederholt man so lange bis das ausgeschiedene Spülwasser einen PH Wert von 6-7 hat – und keine Seifenblasen zu sehen sind.
Ist die Flüssigkeit trübe, befindet sich immer noch Wasser im Kraftstoff und man muß es langsam erhitzen damit das Wasser ausdampft. Weiße Substanzen am Boden oder Blasenbildung an der Oberfläche sind ein Zeichen für Seife und sollten entfernt werden bzw. die Flüssigkeit sollte nochmals gespült werden. Das gereinigte Methylester ist nun hausgemachter Biodiesel und kann nun in den Diesel Tank gefüllt werden.
EINE LETZTE WARNUNG: Wenn man über mehr als 4 Wochen reinen Biodiesel fährt, bekommt man Schwierigkeiten mit aller Art von Gummiteilen, mit denen der Kraftstoff in Berührung kommt -- Kraftstoffpumpe, Schläuche, O-Ringe usw. Diese kann man entweder durch Metall oder Hartgummi ersetzen oder...man tankt einfach einen Anteil Diesel dazu- mindestens 20%.
Gute Fahrt!
Übersetzungen aus dem Englischen: