Biodiesel Colture energetiche oleaginose dedicate: • • • • Colza Soia Palma Girasole Vengono inoltre utilizzati: • Oli di scarto • Grasso animale • Alghe Il Biodiesel è un combustibile ossigenato che viene ottenuto a partire da oli vegetali o animali, a seguito del processo di transesterificazione. Produzione Olio • Trattamento/Pulizia semi • Estrazione olio • Trattamento farine • Essiccazione Olio Olio Grezzo Pre-Trattamento Olio • Degommazione olio • Neutralizzazione/ Deacidificazione olio Olio Neutro Produzione Biodiesel Recupero Glicerina •Transesterificazione • Purificazione Biodiesel • Separazione Glicerina • Recupero Metanolo • Purificazione Glicerina • Distillazione Glicerina Biodiesel Glicerina Distillata BIODIESEL - CAPACITA’ PRODUTTIVA DI IN EUROPA kt 7000 EU25 6000 Germania 5000 Francia Italia 4000 3000 2000 1000 0 2004 2005 Capacità produttiva Composizione dell'olio vegetale L'olio vegetale è una miscela di: Acidi grassi liberi Glicerolo Monogliceridi, Digliceridi, Trigliceridi Fosfatidi Lipoproteine Glicolipidi Cere Terpeni e altri composti Tra tutti i componenti, gli acidi grassi liberi e il glicerolo sono i più importanti. Acidi grassi: sono formati da una catena di atomi di carbonio (C) legati tra loro con un legame singolo (AG saturi), doppio o triplo (AG insaturi). Il primo atomo di carbonio costituisce un gruppo carbossilico (COOH). l numero di atomi di carbonio e di doppi legami è espresso dalla espressione "n:n", quindi, ad esempio, l'acido oleico può essere indicato come 18:1 perché è formato da 18 atomi di carbonio e da un unico doppio legame. Acido stearico C 18:0 Acido oleico C 18:1 (9) Acido linoleico C 18:3 (9,12,15) Glicerolo: è un alcool con tre gruppi ossidrilici (OH), leggermente viscoso, con un odore dolce a temperatura ambiente, completamente solubile in acqua e alcool, debolmente solubile nell'etere dietilico e completamente insolubile negli idrocarburi. Con il termine "glicerolo" si intende esclusivamente la sostanza pura, mentre i prodotti commerciali, contenenti come minimo il 95% di glicerolo vengono chiamati "glicerine". Monogliceridi, Digliceridi, Trigliceridi: gli acidi grassi liberi (AG) sono presenti in % minima nell'olio vegetale, mentre è più facile osservarli nelle forme esterificate, legate cioè ad una molecola di glicerolo per formare mono-, di- e trigligeridi. Fosfatidi: nelle molecole di fosfatidi solo due gruppi ossidrilici del glicerolo sono esterificati con acidi grassi, mentre il terzo gruppo è esterificato con una molecola di acido fosforico. Questo composto, chiamato acido fosfatidico, se è legato ad una molecola di colina forma la nota "lecitina" , mentre se è legato a un digliceride forma un glicerofosfatide. Glicolipidi: sono molecole complesse presenti nei cloroplasti e sono principalmente mono- e di-galattosidi-di-gliceridi. Lipoproteine: sono molecole complesse costituite da lipidi e proteine Cere: sono esteri di acidi grassi con lunghe catene di alcoli (chiamati alcoli grassi) Terpeni: sono formati da sequenze di isoprene. I più importanti sono i mono-terpeni con 10 atomi di carbonio, mentre terpeni più famosi sono il tocoferolo e il carotene. isoprene Paraffine e olefine, idrocarburi, sono presenti in tracce. Il biodiesel è composto da una miscela di metilesteri di acidi grassi di oli vegetali e/o animali con un numero di atomi di carbonio da C14 a C22 e con vari gradi di insaturazione. Viene prodotto attraverso una reazione di transesterificazione, un processo nel quale un trigliceride reagisce in eccesso di alcool metilico, in presenza di un catalizzatore,formando 3 esteri metilici: Il meccanismo della transesterificazione in catalisi basica segue lo schema: HO + NaOH CH3 -H2O O O -O CH3 + Na R OR' H2O -OH R OMe + R'OH Processo di transesterificazione Metanolo riciclato T=60°C Metanolo Mixer Reattore NaOH Distillazione Olio BIODIESEL Acqua 1h Raffreddamento Lavaggio Metilesteri Distillazione (STR) Residui di Calore processo Acidi grassi Catalizzatore Saponi Acqua di rifiuto Fosforo (fertilizzante) Neutralizzazione Acido (H3PO4) Residui di Distillazione GLICERINA processo Le specifiche internazionali identificano tre tipi di biodiesel: • RME (esteri metilici dell'olio di colza - DIN E 51606) • PME (esteri metilici di soli oli vegetali - DIN E 51606) • FME (esteri metilici di grassi vegetali e animali - DIN V 51606) Le specifiche fissano inoltre alcuni punti importanti nei processi di produzione: • completezza della reazione • rimozione del glicerolo • rimozione del catalizzatore • rimozione degli alcoli • assenza di acidi grassi liberi La conformità a queste caratteristiche viene generalmente verificata tramite gascromatografia