Uit WikiMobi
Plantaardige olie en dierlijke vetten kunnen middels transesterificatie omgezet worden in biodiesel.
Plantaardige olie en dierlijke vetten bestaan uit tri-esters verkregen uit glycerol en vetzuren. Bij de productie van biodiesel uit plantaardige olie of dierlijke vetten worden de esterverbindingen verbroken (door een base toe te voegen) waarbij glycerol en vetzuren ontstaan. Deze vetzuren worden dan veresterd met een alcohol. Hierbij ontstaan twee producten: biodiesel en water.
Het proces wordt transesterificatie genoemd omdat de oorspronkelijke esterverbinding van de lange ketens wordt vervangen door een andere esterverbinding met behulp van een alcohol.
Inhoud |
Definitie
Omestering is de reactie waarin een ester omgezet wordt in een andere ester. De akylgroep van een ester wordt hierbij vervangen door een alcohol.
Een ester is een organische verbinding die ontstaat uit een reactie van alcohol (bijvoorbeeld methanol) met een zuur.
Historie
De basis voor de technologie is gelegd rond 1850, met het doel om zeep (glycerine) te produceren. In 1893 demonstreerde Rudolf Diesel de toepassing van “biodiesel” voor gebruik in een motor.
Verestering wordt ook toegepast in de kunststofproductie, bijvoorbeeld voor het maken van PET (Polyethyleen Terephtalaat).
Technologie
Procesvarianten met voor en nadelen
De fabricage van biodiesel, via transesterificatie, is een chemisch proces. De plantaardige oliën en dierlijke vetten bestaan uit triglyceride-moleculen. Eerst worden de esterverbindingen verbroken door toevoeging van een katalysator (meestal een base, bijv. NaOH). Hierbij ontstaat glycerol en vetzuur. De vetzuren worden vervolgens veresterd met de alcohol. Het zo verkregen product wordt ook wel Fatty Acid Methyl Ester (FAME) genoemd ofwel biodiesel.
Andere toepassingen van FAME, betreffen productie van wasmiddelen, cosmetica en de farmaceutische industrie.
Rendementen, theorie en praktijk
Uit iedere kilo plantaardige olie kan ongeveer een kilo biodiesel worden geproduceerd. Daarbij wordt ongeveer 0,1 kilo alcohol verbruikt en ontstaat ook weer ongeveer 0,1 kilo glycerol (ook wel glycerine genoemd).
Na het produceren van de biodiesel zijn twee lagen ontstaan. De biodiesel en een laag die bestaat uit water en glycerol. Deze lagen worden van elkaar gescheiden. Vervolgens wordt de biodiesel gewassen om onzuiverheden te verwijderen en gedroogd om restanten water te verwijderen.
Wat overblijft is: glycerine, de katalysator en het overgebleven alcohol. De glycerine kan als deze zuiver genoeg is worden gebruikt voor de productie van zeep, voedingsmiddelen, chemicaliën of geneesmiddelen. Ook kan de glycerine in minder zuivere vorm als grondstof (substraat) bij covergisting worden ingezet. Het is op die manier vrijwel volledig afbreekbaar en kent een hoge specifieke gasproductie.
Praktijkstatus
Productie van biodiesel vindt ook in Nederland plaats. In 2006 werd de eerste biodiesel fabriek in Emmen geopend. Begin 2010 waren 7 fabrieken operationeel met een totale productiecapaciteit van 1.255.500.000 liter. Door goedkope importen van biodiesel uit Amerika, de verlaagde bijmengdoelstellingen in Nederland en Europa, en gestegen grondstofprijzen voor de fabrieken wordt de capaciteit maar ten dele benut en dreigen faillissementen.
Grondstoffen en leefomgeving
Emissies
Bij het proces transesterificatie komen geen emissies vrij.
Omgevingsbelasting bij processtap
Benodigde producten bij het proces zijn een katalysator (vaak NaOH) en een alcohol.
Toekomst
De huidige techniek heeft over het algemeen een hoog rendement en zal een belangrijke rol blijven spelen. Er is wat dat betreft weinig ruimte voor verdere verbetering van het proces. Wel kan bijvoorbeeld de reactiekinetiek (de snelheid van de reactie) van het proces geoptimaliseerd worden.
Politiek, sociaal en economische factoren
Politieke en sociale factoren
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: politieke en sociale factoren van transesterificatie]
Economische factoren
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: kosten van transesterificatie en prijs van grondstoffen]
Kengetallen
Klimaatverandering
Bij het proces transesterificatie komen geen emissies vrij. Het productieproces heeft wel emissies tot gevolg.
Leefomgeving
Benodigde producten bij het proces zijn een katalysator (vaak NaOH) en een alcohol.
Kosten
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met informatie over: kosten van transesterificatie en prijs van grondstoffen]
Tijd
De huidige techniek heeft over het algemeen een hoog rendement en zal een belangrijke rol blijven spelen.
Hernieuwbaarheid
De katalysator van het proces wordt gebruikt, niet verbruikt. Deze kan steeds opnieuw worden gebruikt.
Toelichting
Transesterificatie is een proces waarbij de alkylgroep van een bepaalde ester vervangen wordt door een alcoholgroep. Dit proces is vergaand ontwikkeld. Er ontstaan geen emissies bij de reactie. Het productieproces heeft wel emissies tot gevolg.
Extra informatie en interessante ontwikkelingen
De reactiekinetiek en de lage massaoverdracht van transesterificatie voor het produceren van biodiesel, zorgt voor een afname van de biodiesel opbrengst en kwaliteit. Hielscher ultrasonische reactoren verbeteren deze transesterificatie kinetiek zodat er een betere menging (cavitatie) ontstaat en er minder alcohol en minder katalysator nodig is. Bron: Ultrasonische transesterificatie
Links
Rapporten
Organisaties en bedrijven
Overige links
