Bagaimana Biofuel Bekerja? 10 Langkah untuk Produksi Biofuel

Grafik penggunaan bioenergi sedang meningkat, tetapi bagaimana biofuel berfungsi? Artikel ini menjelaskan bagaimana bahan sampah organik dapat diubah menjadi sumber energi terbarukan yang dapat diterapkan dalam berbagai cara.

Varietas biofuel yang berbeda ada, dan semuanya berfungsi serupa. Secara umum, frasa mengacu pada produksi bahan bakar terbarukan dari sumber biomassa.

Ada beberapa manfaat menggunakan proses biologis dibandingkan dengan proses geografis (seperti bahan bakar fosil Mengerjakan). Etanol dan biodiesel adalah dua biofuel yang paling sering digunakan secara global.

Berbagai bentuk biomassa digunakan sebagai bahan baku untuk sumber energi terbarukan ini. Kotoran hewan, tebu, tepung jagung, dan minyak sayur adalah contohnya.

Namun, ada kemungkinan sumber biofuel lainnya. Untuk menghasilkan biofuel, ada banyak penelitian dan pengembangan yang dilakukan pada limbah alga dan kehutanan.

Penelitian dan pengembangan global sedang dilakukan pada biofuel secara umum sebagai sumber energi masa depan yang potensial. Mengingat penerimaan mereka yang semakin meningkat, sangat penting untuk memahami bagaimana biofuel berfungsi.

Bagaimana Biofuel Bekerja?

Ada berbagai jenis biofuel dan cara kerjanya berbeda.

• etanol
• Biodiesel
• Biogas
• Biofuel Padat

1. Etanol

Suatu jenis biofuel yang disebut etanol dihasilkan dari bahan tanaman yang difermentasi, seperti jagung atau tebu. Karbohidrat dalam bahan tanaman dipecah oleh fermentasi untuk menghasilkan etanol, yang selanjutnya dimurnikan melalui distilasi. Bahan bakar untuk mesin pembakaran dalam kemudian dapat dibuat dengan mencampurkan etanol murni dengan bensin.

Karena etanol sekitar 30% kurang efisien daripada bensin per satuan volume, dibutuhkan lebih banyak etanol murni untuk menempuh jarak yang sama dengan bensin. Etanol murni hanya dapat digunakan pada mesin mobil, truk ringan, dan sepeda motor, dan hanya jika mesin tersebut telah dimodifikasi secara khusus untuk tujuan tersebut.

2. Biodiesel

Efisiensi biodiesel juga lebih rendah dibandingkan dengan bensin. Namun, banyak hal yang bergantung pada komposisi dan kualitas bahan bakar. Persentase biodiesel dalam campuran bensin dicantumkan setelah awalan B- pada label biodiesel di SPBU. Misalnya, B20 adalah bahan bakar solar yang mengandung 20% ​​biodiesel.

Kebutuhan modifikasi mesin berkurang dengan menurunnya persentase penambahan biodiesel. Dalam jangka panjang, penggunaan biodiesel murni akan menyebabkan beberapa masalah pemeliharaan dan performa. Masalah pemeliharaan ini dapat diselesaikan.

3.Biogas

Pencernaan anaerobik, yang meliputi melarutkan bahan organik seperti sisa makanan, limbah, atau limbah pertanian tanpa oksigen, adalah prosedur yang paling umum digunakan untuk membuat biogas. Metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2) digabungkan untuk menghasilkan biogas.

Berikut ini adalah bahan baku paling umum yang digunakan untuk membuat biogas:

• Limbah makanan dan limbah organik lainnya serta rumah dan bisnis
• Kotoran dari ternak
• Tanaman energi termasuk willow, poplar, dan miscanthus
• Limbah dan air limbah
• Jagung, Gandum, dan Rumput
• Limbah Industri dari Pengolahan Makanan dan Pabrik Kertas
• Tempat pembuangan sampah

Bahan baku yang tepat digunakan akan ditentukan oleh tujuan spesifik operasi biogas, ketersediaan sumber daya, dan lokasi geografis. Produksi biogas dapat dilakukan dalam skala kecil (rumah, pertanian) atau besar (industri, perkotaan).

Ada beberapa aplikasi untuk biogas, antara lain:

• Sebagai bahan bakar transportasi, baik dengan sendirinya maupun dalam kombinasi dengan solar atau gas alam.
• Sebagai sumber bahan bakar untuk produksi listrik dan panas di rumah, perusahaan, dan pembangkit listrik.
• Selama operasi industri seperti pembuatan bioplastik, bahan kimia, dan pupuk.
• Untuk membersihkan dan mendisinfeksi air limbah.
• Selain itu, “biometana”, atau metana murni, dapat diproduksi dari biogas dan digunakan untuk menyediakan gas berkualitas saluran pipa.

Secara umum, biogas merupakan sumber energi yang fleksibel dan berkelanjutan yang dapat mendukung kemandirian energi, meningkatkan kualitas udara, dan menurunkan emisi gas rumah kaca.

4. Biofuel Padat

Bahan bakar yang berasal dari biomassa padat, seperti kayu, tumbuhan, dan produk limbah, dikenal sebagai biofuel padat. Mereka dapat dibakar untuk menghasilkan panas dan tenaga antara lain, dan mereka juga dapat digunakan dalam berbagai cara lainnya.

Biofuel padat dibakar dalam boiler selama proses pembakaran untuk menghasilkan panas. Uap yang dihasilkan oleh panas ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin. Turbin menghasilkan listrik, yang selanjutnya dapat digunakan oleh sistem tenaga untuk memasok rumah dan bisnis.

Biofuel padat dapat dibakar di pembangkit listrik yang telah dibangun khusus sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil biasa dan sebagai sarana untuk menurunkan emisi gas rumah kaca.

Jenis bahan bakar nabati yang digunakan, teknologi pembakaran, dan keberlanjutan proses produksinya, semuanya memengaruhi seberapa efektif suatu proses berjalan dan seberapa besar pengaruh bahan bakar nabati terhadap lingkungan.

Biofuel padat sering digunakan dalam sistem pemanas komersial dan rumah tangga, serta aplikasi industri dan pembangkit listrik.

Sebagai bahan baku, mereka juga dapat digunakan untuk membuat biofuel seperti bioetanol dan biodiesel.

10 Langkah untuk Produksi Biofuel

Ada sepuluh proses secara keseluruhan untuk mendapatkan produk biofuel jadi yang dapat Anda masukkan ke dalam mobil Anda.

• Menemukan Sumber Minyak
• Menguji Minyak
• Filtrasi Minyak
• Memproduksi Batch Percobaan
• Mendapatkan alat produksi
• Mendapatkan Bahan Kimia
• Minyak Pra-perawatan
• Pengolahan Biodiesel
• Kewaspadaan
• Pencucian dan Pengeringan Biodiesel
• Penanganan Gliserin

1. Menemukan Sumber Minyak

Menemukan pasokan minyak untuk memulai adalah masalah paling mendasar yang dimiliki orang. Mayoritas orang membeli minyak sayur mereka dari restoran terdekat.

Namun, sebelum membahas di mana menemukan bahan bakar mentah, kita harus memastikan bahwa limbah minyak yang kita terima harus disaring terlebih dahulu hingga minimal 400 mikron.

De-watered memiliki jumlah asam lemak bebas yang rendah. Kami menyarankan Anda untuk membeli minyak goreng bekas dari perusahaan yang mengganti minyaknya setiap minggu. Ini akan membantu Anda menemukan oli dengan kadar lebih tinggi.

Canola, jagung, dan minyak kacang juga tersedia untuk konsumen.

Lemak hewani, lemak, atau lemak babi adalah sumber tambahan untuk mendapatkan minyak limbah. Namun, karena sumber ini memiliki rasio titik gel yang lebih besar, yang mungkin membuat mesin Anda tersumbat pada suhu yang lebih tinggi, kami tidak menyarankan Anda mengumpulkan oli bekas dari sumber tersebut.

2. Menguji Minyak

Kami perlu memeriksa kualitas oli setelah Anda menerimanya untuk memastikan kami dapat menggunakannya. Sangat penting untuk menguji oli terlebih dahulu. Ada banyak opsi pengujian yang tersedia. Pengujian minyak untuk asam dan air adalah dua yang paling penting.

Cukup panaskan minyak dalam wajan untuk memeriksa gelembung untuk melihat apakah ada air. Kita harus mempelajari titrasi untuk mengukur tingkat keasaman.

Titrasi adalah istilah untuk prosedur yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman. Untuk melakukan ini, sampel minyak harus dicampur dengan alkohol pH-netral dalam jumlah yang tepat. Tingkat keasaman kemudian akan ditentukan dengan menggunakan filter pH; biasanya, fenolftalein digunakan.

Sangat penting untuk memeriksa tingkat keasaman. Bahan kimia dasar yang kami tambahkan nanti dapat dinetralkan dengan jumlah asam yang tinggi jika minyak memiliki tingkat keasaman yang tinggi. Mengetahui tingkat keasaman memungkinkan kita menghitung dan menambahkan jumlah yang tepat dari bahan kimia dasar yang diperlukan untuk mengubahnya menjadi biofuel.

3. Filtrasi Minyak

Minyak menjadi lebih murni dan lebih efektif setelah disaring. Kita harus memastikan bahwa minyak bebas dari kotoran seperti serpihan makanan. Dari semua opsi untuk menyaring oli, kami sarankan untuk membawa drum berukuran 55 galon dengan filter drum logam di atasnya.

Memahami ukuran filter sangat penting. Kami menyarankan agar perforasi dibuat sekecil mungkin. Filter yang ideal adalah yang berukuran 400 mikron.

4. Memproduksi Batch Percobaan

Membuat batch pengujian akan menjadi ide yang bagus sebelum memulai. Ini akan menunjukkan apakah minyak yang baru saja Anda peroleh berharga untuk membuat biofuel atau tidak.

Membuat batch uji relatif sederhana karena semua bahan biasanya tersedia di toko bahan makanan lokal Anda.

5. Mendapatkan Alat Produksi

Membuat biofuel tidak sulit bagi Anda jika Anda memiliki alat yang tepat. Anda memerlukan item berikut untuk memungkinkan semua ini:

• Wadah untuk mengumpulkan minyak: Untuk menangani dan menyimpan minyak yang terkumpul. Untuk ini, Anda dapat menggunakan kembali tong atau drum minyak tua. Minta tetangga untuk meminjamkan Anda satu jika mereka memiliki satu yang tidak mereka gunakan jika Anda tidak dapat menemukannya di gudang. Dalam situasi terburuk, mampirlah ke halaman sampah lingkungan!
• Kemampuan untuk mengangkut minyak: untuk memindahkan minyak dari area pengumpulan minyak (restoran) ke area produksi minyak (saran halaman belakang). Biasanya, tong minyak bisa muat di truk Anda.
• Filter oli: Untuk menghilangkan minyak agar bisa diolah. 400 mikrometer.
• Prosesor biofuel: Dengan menggabungkan bahan kimia dengan minyak, perangkat ini akan membantu mengubah minyak Anda menjadi biofuel.
• Satu tong minyak: Ini dibersihkan dari kotoran menggunakan tangki pencuci biofuel.
• Sebuah tangki untuk menyimpan biofuel: Ini diperlukan untuk menahan minyak yang disaring setelah dicuci dan disaring.
• Pompa Transfer: Mereka digunakan untuk mengangkut minyak di antara berbagai wadah dan tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk.
• Kit titrasi: Untuk mengukur keasaman.

6. Mendapatkan Ckimia

Metanol digunakan dalam proses kimia. Biodiesel dibuat ketika metanol bergabung dengan minyak nabati bekas.

Anda juga membutuhkan natrium atau kalium hidroksida, selain metanol. Keduanya dapat diakses di toko pasokan pipa. Potassium Hydroxide membuat gliserin lebih encer dan mudah larut dalam metanol, oleh karena itu kami menyarankan Anda untuk meminumnya.

Katalis akan digunakan oleh salah satu hidroksida ini untuk memulai reaksi kimia antara metanol dan minyak.

7. Minyak Pra-perawatan

Sebelum minyak dapat diolah menjadi biodiesel, maka harus disiapkan untuk diproses. Pada Langkah 2, kita berbicara tentang menghitung kandungan air dan asam minyak.

Sekarang kita harus melihat bagaimana menangani minyak encer dan/atau kandungan asam tinggi.

dewatering

Meskipun ada berbagai metode untuk mengeringkan minyak, membiarkan minyak mengendap adalah cara yang paling mudah. Diberikan waktu yang cukup, air hanya akan tenggelam ke dasar dan dapat dibuang karena air dan minyak tidak dapat menyatu dengan baik.

Minyak juga bisa dipanaskan untuk mempercepat proses ini. Ini memudahkan molekul air untuk menyebar keluar dari suspensi dengan membiarkan molekul minyak mengembang.

Menurunkan kadar asam

Sebelum menggunakan minyak untuk pembuatan biodiesel, Anda harus memikirkan untuk menurunkan kadar asam dalam minyak jika minyak yang Anda terima memiliki konsentrasi asam lemak bebas yang tinggi. Bahan baku asam lemak bebas tinggi dapat diubah menjadi biodiesel, namun prosesnya agak melelahkan.

Alasannya adalah pada saat Anda memiliki biodiesel, Anda masih memiliki banyak sabun untuk ditangani karena Anda menggunakan begitu banyak pelarut berlebih.

Ada dua teknik untuk mengurangi keasaman minyak Anda:

• Pengupasan Kaustik
• Esterifikasi Asam

1. Membersihkan dengan Caustic

Untuk melakukan ini, beberapa basa padat (natrium atau kalium hidroksida) harus dilarutkan dalam air sebelum ditambahkan ke dalam minyak. Akibatnya, asam lemak bebas minyak akan bergabung dengan basa padat dan menghasilkan sabun. Setelah minyak dikeringkan dan sabun dihilangkan, dapat digunakan untuk membuat biodiesel.

Meski efektif, cara ini akan menghasilkan biodiesel lebih sedikit karena sebagian minyak akan diubah menjadi sabun.

Sementara beberapa fasilitas biodiesel melarang pengupasan kaustik sebagai metode menurunkan asam lemak bebas, kami tahu itu bisa dilakukan dan berhasil. Beberapa orang hanya menyukai pendekatan kedua.

2. Esterifikasi Asam

Asam lemak bebas (FFA) dalam minyak dimodifikasi selama prosedur ini menggunakan asam sulfat sehingga masih dapat diubah menjadi biodiesel. Metode ini cocok saat bekerja dengan minyak yang memiliki asam lemak bebas dalam jumlah besar. Itu dipilih karena, alih-alih mengubah FFA menjadi sabun, itu hanya mengubah rantai asam yang menyebabkannya berubah menjadi biofuel atau biodiesel.

8. Biodium Processing

Tujuan utama dari fase sebelumnya adalah bersiap-siap untuk fase ini. Ini adalah metode utama mengubah minyak menjadi biodiesel. Reaksi aktual yang memungkinkan Anda membuat biodiesel minyak organik terjadi di sini, di mana keajaiban terjadi.

Anda perlu mempraktikkan keamanan yang sangat baik sebelum kami pergi. Mari kita lihat beberapa langkah keamanan yang harus Anda ambil.

Kewaspadaan

Anda akan menangani beberapa cairan yang agak korosif, metanol, alkohol kuat, sedikit panas, dan pemindahan zat yang mudah terbakar dari satu wadah ke wadah lainnya. Disarankan untuk menyimpan alat pemadam api yang dapat memadamkan luka bakar berbahan dasar minyak.

Di area yang berventilasi baik, jauh dari anak-anak dan hewan peliharaan, dan dengan peralatan keselamatan yang tepat, sebaiknya biodiesel diproses.

Sebelum memproduksi biodiesel dalam jumlah besar, tanyakan kepada pemerintah setempat dan departemen pemadam kebakaran untuk memastikan bahwa aditif, alkohol, dan zat lainnya ditangani dan digunakan sesuai dengan peraturan dan regulasi setempat.

Garansi pabrikan dapat dibatalkan jika biodiesel buatan sendiri digunakan pada mobil bermesin diesel. Jadi cobalah jika truk lama Anda sudah melewati masa garansinya.

Ketika diproduksi dengan benar, biodiesel seringkali cukup menyehatkan. Ini kurang berbahaya daripada garam meja dan lebih cepat rusak daripada gula. Tidak dianggap berbahaya jika tumpah karena titik nyalanya lebih besar dari solar biasa.

9. Pencucian dan Pengeringan Biodiesel

Saat memproduksi biodiesel, kami sering menyuntikkan lebih banyak metanol dari yang kami butuhkan. Untuk memastikan reaksi kimia telah selesai, lakukan hal ini.

Setelah reaksi ditempatkan, sejumlah besar metanol sekarang menjadi komponen Biodiesel asli, namun sekarang memiliki sedikit variasi. Metanol yang berlebihan akan berakhir di gliserin. Selain itu, beberapa metanol ekstra tetap berada di biodiesel.

• Mencuci Biodiesel
• Pengeringan Biodiesel

1. Pencucian Biodiesel

Molekul metanol lebih menyukai air daripada biodiesel ketika digunakan.

Metanol terlarut dalam air dibawa turun ke lapisan air di mana segala sesuatu berada di atasnya oleh air. Jika Anda mencucinya cukup lama, kelebihan metanol dan bahan lain yang menempel akan hilang seluruhnya.

Tekniknya pada dasarnya sama saat menggunakan sistem dry-wash. Gliserin, sabun, dan metanol ditangkap atau diserap oleh resin atau bubuk kering, tetapi biodiesel dibiarkan melewatinya.

2. Pengeringan Biodiesel

Mari kita bahas cara membuang air sekarang yang Anda inginkan.

Pertama-tama, ada banyak cara untuk mengeringkan biodiesel. Mereka tersebar di internet jika Anda melakukan pencarian cepat. Untuk membuat biodiesel, kita hanya akan membahas beberapa cara yang lebih mudah untuk membuatnya.

Bawa biodiesel Anda ke luar di bawah sinar matahari langsung sebagai salah satu cara terbaik untuk mencapainya. Biarkan Ibu Pertiwi dan keajaiban bekerja sama. Panas matahari akan membantu semua air menguap cukup cepat jika cuaca cukup kering.

Biodiesel Anda siap digunakan setelah kering dan bebas gliserin.

10. Penanganan Gliserin

Penanganan limbah fasilitas dapat menerima gliserin bekas. Fasilitas tersebut memiliki perangkat pemrosesan unik yang disebut digester anaerobik, juga disebut sebagai digester metana.

Intinya, semua limbah mentah digabungkan dalam alat pencampur yang cukup besar sebelum dipindahkan ke tangki yang cukup besar tempat bakteri memakan dan menguraikan limbah mentah.

Gas metana kemudian dibuat sebagai produk sampingan oleh bakteri. Di pembangkit listrik metana, metana ditangkap dan dibakar.

Bakteri menggunakan gliserin mentah sebagai makanan, yang meningkatkan produksi metana. Kami sekarang memiliki opsi hijau untuk membuang semua gliserin kami karena fasilitas pengelolaan limbah dapat menerima semuanya.

Kesimpulan

Kesimpulannya, biofuel dapat dimanfaatkan untuk transportasi, listrik, penerangan, dan kehangatan. Dua langkah fotosintesis — reaksi terang dan reaksi gelap terjadi di kloroplas sel. Biofuel dapat dibuat dari berbagai produk biologis, termasuk kayu, rumput, minyak, gula, dan pati.

Rekomendasi

• 10 Keunggulan dan Manfaat Bioteknologi
  .
• 10 Kerugian Bioteknologi
  .
• Mengapa Keanekaragaman Hayati Penting bagi Manusia?
  .
• 16 Pengaruh Polusi terhadap Keanekaragaman Hayati
  .
• 22 Keuntungan dan Kerugian Biofuel