ל ה ס ק ה      ו ל ת ח ב ו ר ה 

שלבי התהליך

1. בדיקת השמן – כמה השמן שרוף? על מנת שנדע כמה כימיקלים נצטרך להוסיף.
2. הכנת השמן – במטרה להגיע לשמן נקי ככל האפשר, הומוגני, וחם (55^oc).
3. הכנת מתוקסיד.
4. הוספת המתוקסיד לשמן – על ידי הוספת הכימיקלים וערבוב. בסוף שלב זה מוכן למעשה הביודיזל.
5. שיקוע הביודיזל – הפרדת הביודיזל מהגליצרול.
6. שטיפת הביודיזל – לצורך הבטחת ביודיזל נקי ככל האפשר.

בהמשך מתואר התהליך על כל שלביו. בסוף רשימה חלקית של חנויות בהן אפשר להשיג את החומרים והכלים המצויינים.

שלב 1: הכנת השמן

1. אוספים שמן צמחים או חיות (אבל לא מינרלי!) משומש ממקורות שונים. לדוגמא, אפשר לאסוף ממסעדות, פלאפל, משחטות, מפעלי עיבוד מזון.
2. מערבבים את השמן המשומש מהמקורות השונים ביחד, על ידי הוספתם לחבית אחת. במהלך שפיכת השמן לחבית מסננים את השמן על ידי מסננת רגילה, למנוע כניסת לכלוכים גדולים לחבית.
3. מודדים את כמות השמן בחבית, על מנת שנדע לחשב את כמות החומרים שצריך להוסיף. לצורך זה אפשר להכין מדיד ממוט של מטאטא, ולסמן עליו שנתות של כמות הליטרים. לוודא שיש בחבית מקום לעוד 21% מכמות השמן (מקום למתוקסיד שנוסיף בהמשך).
4. מערבלים את השמן בחבית על מנת להגיע להומוגניות. אפשר לעשות את זה באופן ידני (קשה וארוך), על ידי מנוע ישן של מכונת כביסה, או על ידי משאבת שמן (הכי יעיל, אבל קצת יקר (בערך 800 ש"ח)).

שלב 2: בדיקת השמן

משתמשים בסודה קאוסטיק (NaOH) לשתי מטרות: (1) סתירת חומציות השמן; (2) כקטליזטור לפירוק השמן. על מנת להשיג את המטרה השניה, משתמשים ב-3.5 גרם סודה קאוסטיק לכל 1 ליטר שמן לא-חומצי. על מנת להשיג את המטרה הראשונה, יש לבדוק את כמות הסודה קאוסטיק שנחוצה על מנת להביא את השמן השרוף (חומצי) למצב של pH ניטרלי.

להלן פירוט שלבי הבדיקה של הכמות הנחוצה לסתירת חומציות השמן:

1. מכינים מראש סודה קאוסטיק רפרנס: תמיסת סודה קאוסטיק במים, בריכוז ידוע. לצורך זה לוקחים 1 ליטר מים מזוקקים, ומוסיפים להם 1 גרם סודה קאוסטיק (אפשר לשקול במעבדה בבית ספר או בבית מרקחת). להזהר במגע בסודה קאוסטיק – מסוכנת מאד. להשתמש בכפפות ניילון, משקפיים, נעליים ובגדים ארוכים. כמו כן, סודה קאוסטיק סופחת מים מהאוויר, ולכן צריך לשמור אותה סגורה בקופסה.
2. בנפרד, לוקחים 10 מיליליטר IPA (אלכוהול רפואי; נקרא גם איזו פרופנול, או 2 פרופנול) באמצעות משורה (הדיוק לא חשוב מאד, אבל כן חשובה עקביות). ה-IPA ישמש כממיס לשמן.
3. באמצעות פיפטור או מזרק, לוקחים כמה מיליליטר שמן (בטמפרטורה מעל 30^oc), ומטפטפים 1 מיליליטר במדוייק לתוך ה-IPA.
4. באמצעות מזרק מטפטפים 5 טיפות פנול פטלאין לתוך תמיסת ה-IPA והשמן (הדיוק לא חשוב, אבל כן חשובה עקביות). פנול פטלאין הוא אינדיקטור לבסיס – הופך לוורוד בנוכחות בסיס. הוא ישמש אותנו על מנת לדעת מתי הוספה של עוד סודה קאוסטיק לשמן תגרום לו להפוך לבסיסי.
5. לוקחים באמצעות פיפטור 5 מיליליטר סודה קאוסטיק רפרנס, ומתחילים לטפטף טיפות לתמיסת ה-IPA, עד שרואים שינוי צבע לוורוד, למשך 30 שניות. במהלך הטיפטוף אנו עתידים לראות לעתים צבע וורוד, אבל הוא יעלם לאחר כמה שניות אם נערבב. המטרה היא להגיע לוורוד יציב. כשמגיעים לוורוד יציב מסתכלים כמה מיליליטר ירדו מהפיפטור, וזה מעיד לנו כמה סודה קאוסטיק צריך לשים בשמן על מנת לסתור את החומציות שלו.
6. עושים בדיקה שניה, ומוודאים שהסטיה בתוצאות לא גדולה מ-0.1 מליליטר. צריך לצאת בין 0 (לשמן חדש נקי) ל-3.5 מיליליטר (לשמן שרוף מאד).
7. מוסיפים לתוצאה שהתקבלה 3.5 מיליליטר (כמות קבועה שמשמשת לפירוק השמן), ומכפילים את התוצאה ב-1000 כדי להגיע לכמות גרם סודה קאוסטיק לליטר שמן. בסך הכל אמור להתקבל בין 3.5 ל-7 גרם סודה קאוסטיק לליטר שמן.
8. מכפילים בכמות הליטרים של שמן, כדי להגיע לכמות הסודה קאוסטיק (בגרם) למיכל השמן כולו.

שלב 3: הכנת מתוקסיד

1. מחממים את השמן לטמפרטורה של 55^oc בשביל להאיץ את התגובות הכימיות בהמשך (לא מחממים יותר גבוה כי המתנול שאיתו נערבב את השמן עוד מעט, מגיע לטמפרטורת רתיחה ב-64^oc). לצורך זה אפשר להשתמש בגוף חימום של דוד מים ישן. כמו כן כדאי להוסיף תרמוסטט כדי לא לעבור את הטמפרטורה הרצויה.
2. לוקחים מתנול בכמות של 21% מכמות השמן (¹/₃ יתאדה במהלך ההכנה, לכן כדאי לעשות מתקן איסוף/עיבוי מלמעלה), ומערבבים אותו עם סודה קאוסטיק בהתאם לכמות שחושבה. ממתינים כמה דקות להתערבבות ולהמסה מלאה (אפשר לנער את המיכל על מנת להאיץ את התהליך). במהלך תהליך ההמסה נפלט חום.
3. בטיחות: להזהר במגע בסודה קאוסטיק – מסוכנת מאד. להשתמש בכפפות ניילון, משקפיים, נעליים ובגדים ארוכים. כמו כן, סודה קאוסטיק סופחת מים מהאוויר, ולכן צריך לשמור אותה סגורה בקופסה.
4. בטיחות: להזהר במגע עם מתנול. חומר רעיל מאד. אפשר להשתמש עם אתנול (שאינו רעיל – זהו אלכוהול מצמחים) במקום מתנול, אבל הוא יקר פי שלוש ממתנול שמופק מנפט/גז טבעי/עץ.

שלב 4: הוספת המתוקסיד לשמן

1. מוסיפים את המתוקסיד לחבית.
2. מערבבים תוך כדי חימום (לא יותר מ-55^oc; אם משתמשים במשאבה לצורך הערבוב אז כדי להרכיב בוסטר על פתח יציאת צינור המשאבה בשביל להאיץ את הערבוב), ומדי פעם מוציאים דגימה. נותנים לדגימה לשקוע, ואז בודקים כמה גליצרול (בצבע כהה יותר משאר הנוזל) יורד למטה. כאשר כמות הגליצרול קבועה בין דגימות, אין טעם לערבב עוד.
3. לפעמים נוצרת הקצפה בחבית. נעלם כעבור זמן.

שלב 5: שיקוע הביודיזל

1. משַקעים במשך 18-24 שעות.
2. מוציאים את הגליצרול (הנוזל הכהה) מלמטה. כדאי להשתמש בחבית שיקוע עם קרקע קונוסית וברז תחתי. אפשרות אחרת היא להשתמש עם משאבה.
3. נותנים עוד 3-4 שבועות לשיקוע; מוציאים עוד פעם את הגליצרול, וזה מוכן. חייבים להוציא את כל הגליצרול; אפשר במחיר של אובדן קצת ביודיזל.
4. אם יש שכבת סבון – שמנו יותר מדי סודה קאוסטיק. סבון אפשר להוציא רק באמצעות שטיפה.

שלב 6: שטיפה

שלב זה לא נחוץ לחימום ביתי, אבל כן נחוץ להפעלת מנוע.

1. מוסיפים מים בערך 20% מנפח השמן, באמצעות צינור לתחתית מיכל הביודיזל, בזרימה עדינה (אחרת נוצרת אמולסיה). המים מתאספים בתחתית, כי הביודיזל צף עליהם.
2. שמים משאבת אויר (כמו באקווריום של דגים) שמוציאה בועות עדינות בתחתית המים. מפעילים לשעתיים לפחות, וממתינים שעה לאחר כיבוי הבועות. (אפשר עם טיימר.) הבועות עולות למעלה, כשהן מצופות בקרום מים. קרום המים סופח לכלוכים מסיסים במים מהביודיזל, ואז כשהבועות מגיעות למעלה ומתנפצות, המים המלוכלכים שוקעים בחזרה לתחתית.
3. מנקזים את המים המלוכלכים (צריכים להיות עכורים). את שכבת האמצע בין המים לביודיזל מנקזים ל"דלי מים אחרונים". כשהאמולסיה תתפרק, יהיה שם ביו דיזל על מים.
4. שטיפה שניה – 30% מים, ובועות למשך 6 שעות. אפשר להשתמש במים המנוקזים לקומפוסט.
5. שטיפה שלישית – 30% מים, ובועות למשך 6 שעות. אפשר להשתמש במים המנוקזים לקומפוסט.
6. שטיפה רביעית – 30% מים, ובועות למשך 12 שעות. המים המנוקזים צריכים לצאת נקיים לגמרי. אפשר להשתמש במים המנוקזים להשקיית ירקות למאכל.

טיפים

• מהגליצרול אפשר להכין סבון. את הגליצרול אפשר לאסוף ולאגור למשך זמן רב. כשגליצרול מופק ברמה מסחרית, מוכרים אותו בשווי פי שלוש מהביודיזל. בין השאר מכינים ממנו גליצרין למאכל על ידי זיקוק.
• בדיקת נקיון ביודיזל – לוקחים ½ ליטר כמות שווה מים וביודיזל ומשקשקים. אם נפרד תוך שעתיים – סימן שנקי.
• אפשרות אחרת – הידרומטר – בודק צפיפות על ידי שיקוע בביודיזל. במים רמת השיקוע היא 1.0, בשמן היא 0.91, ובביודיזל 0.86-0.88. שיטה זו לא בודקת איכות שטיפה, אלא רק את התגובה.
• אפשרות נוספת לבדיקת שטיפה – בעזרת בדיקת pH של מי השטיפה, ולוודא שדומים למי ברז.
• לשיפור השטיפה – אפשר לשים מאוורר מעל מיכלי השטיפה – גורם לאידוי מוגבר של המים.

תדלוק רכב באמצעות ביודיזל

• אפשר לתדלק מנוע דיזל בתערובת 80% דיזל מינרלי ו-20% ביודיזל, ללא התאמות וללא שינויים.
• אם רוצים לתדלק מנוע דיזל ב-100% ביודיזל אז יש כמה שינויים שצריך לעשות:
  • רכב שנסע כמה שנים על דיזל מינרלי צבר משקעים בתא הדלק. ביודיזל ממיס את המשקעים הללו בבת אחת, ואז פילטר הדלק נסתם. לכן צריך לבצע החלפה של הפילטר אחרי המילוי הראשון של ביודיזל (אפשר גם להמיס את לכלוכי הפילטר בביודיזל), עוד פעם אחרי המילוי השלישי, ופעם אחרונה בטיפול 10,000.

איפה קונים, וכמה עולה?

• עלויות:
  • מתנול – 2-4ש"ח לליטר (כלומר, 40-60 אג' לליטר ביודיזל).
  • סודה קאוסטיק – 10-15 ש"ח לק"ג (כלומר, 7 אג' לליטר ביודיזל). קונים בכמויות גדולות (שק של 20 ק"ג). לשמור במקום יבש וחשוך.
  • חשמל – להפעלת המשאבה והחימום. (2.5 אג' לליטר ביודיזל).
  • מים, פנול פטלאין, ובלאי – (10-20 אג' לליטר ביודיזל).
  • שמן משומש – מקבלים ממסעדות, פלאפל, משחטות. בהרבה מקומות לא משלמים בכלל.  בממוצע אפשר להשיג שמן משומש במחיר 70 אג', אבל בהרבה מקומות אפשר להשיג אותו פשוט בחינם.
  • סך כל העלויות (לא כולל עבודה): 150 אג' לליטר ביודיזל. לשם השוואה, עלות ליטר דיזל מינרלי היא 4.5 ש"ח, ובמגמת עליה שאמור להסתיים ב-2006, וגם בגלל שמחיר הנפט בעליה
• את כל הכימיקלים אפשר לקנות בחנויות מתמחות לכימיקלים, כגון:
  • שמואל חן כימיקלים, חלוצי התעשיה 99, קרית חיים.
  • גדות.
  • קוקו יצחק, רחוב החשמל 8, תל אביב.

נושאים נוספים

• אחסון – ביודיזל אפשר לאחסן לחצי שנה ללא בעיות במיכל סגור עם מינימום אוויר.
  • מעל חצי שנה – להוסיף ביוציד 0.02% (חומר שימור).
  • גליצרול – אין בעיה לשמור לתקופות זמן ארוכות.
• 20 דונם של גידול צמחי שמן מספיקים לרכב ממוצע להקיף את כדור הארץ.
• קיים סוג מסויים של אצות שמפיקות 25 גרם שמן למטר מרובע גידולים ליום, שזה בערך פי 10 מגידולים אחרים.
• מקדם אנרגיה בהפקת ביודיזל = 3.31.
  מקדם אנרגיה בהפקת דיזל = 0.81.
• את האיכות של דיזל מתארים באמצעות יחידת המידה "סֶטַאן" (כמו "אוקטן" בבנזין). Cetane.
• התהליך הכימי של הפקת הביודיזל נקרא "טרנס-אסטריפיקציה":