12 Z reakcijami v trajnostni svet kemije 2024

Razlaga poskusa Poskus vključuje 3 ključna načela zelene kemije (Brindabau, b. d.): • uporaba obnovljive surovine (7. načelo): rastlinsko olje je obnovljivi začetni material, • uporaba katalizatorjev (9. načelo): kot katalizator se uporablja baza (NaOH), ki omogoča hitro pretvorbo olja v biodizel in manjšo korozijo industrijske opreme, • uporaba snovi, ki se razgradijo: biodizel razpade na neškodljive produkte, ki se ne zadržujejo v okolju.

Pridelavo biodizla lahko preprosto ponazorimo z enačbo:

katalizator

olje + metanol

biodizel + glicerol

Kot katalizator bi namesto baze lahko uporabili tudi kislino (klorovodikova, žveplova, sulfonska) ali encime (lipaze). Med bazične katalizatorje spadajo hidroksidi (natrijev ali kalijev hidroksid), natrijev metoksid, natrijev etoksid, natrijev propoksid in natrijev butoksid. Kataliza z bazo je veliko hitrejša kot kataliza s kislino ali encimi, tudi cena je nižja. Slabost pa je nastanek mila kot stranskega produkta, kar oteži ločevanje glicerola ter zmanjša količino končnega produkta (Konda, 2015).

Podrobn ejše nastanek biodizla prikazuje slika 4.

Slika 4

Rakcijska shema transesterifikacije ob prisotnosti katalizatorja

Vir: Starešinič, S. (2016). Sinteza biodizla iz lipidov alg. Diplomsko delo , str. 9.

Glicerid, ki je ester višjih maščobnih kislin in glicerola, reagira z alkoholom in se pretvori v mešanico estrov in glicerola. Tako iz enega estra nastane druga vrsta estra, proces imenujemo transesterifikacija. Proces bazično katalizirane transesterifik acije je podoben procesu saponifikacije. Saponifikacija ali umiljenje je hidroliza maščob, pri čemer nastanejo soli maščobnih kislin (mila) in glicerol. Zaradi nastalih mil pri transesterifikaciji nastalo biogorivo spirajo z vodo. Da odstranijo čim več mil a, spiranje ponovijo dva do trikrat (Konda, 2015). Pri prvem pranju je dobro biodizlu dodati nekaj ocetne kisline. Ta pH približa nevtralnemu, ker nevtralizira in izloči lug, suspendiran v biodizlu. Drugo in tretje pranje se opravi samo z vodo. Po tretjem pranju se morebitna preostala voda odstrani s počasnim ponovnim segrevanjem; voda in druge nečistoče padejo na dno. Končni izdelek mora imeti pH 7, kar se preveri s pH metrom. Vodo iz tretjega pranja se lahko uporabi za prvo pranje naslednje serije.

31