Mikä ihmeen esteröinti?

Kasviöljyt ja eläinrasvat ovat triglyseridejä, jotka sisältävät glyseriiniä. Esteröinnissä glyseriini erotetaan öljystä vaihtoesteröinnillä. Siinä glyseriini korvataan alkoholilla kemiallisessa reaktiossa, jossa katalyyttinä käytetään lipeää tai muuta emästä. Glyseriini vajoaa astian pohjalle, ja valmis esteröity biodiesel voidaan erottaa sen päältä.

Alkoholina voidaan käyttää metanolia tai etanolia. Vastaavasti saadaan aikaan metyyli- tai etyyliesteriä. Metanolia on helpompi hankkia tunnetuista syistä ja prosessi on sillä tehtynä yksinkertaisempi. Se on myös halvempaa kuin etanoli.

Emäksenä käytetään tavallisesti lipeää, eli natriumhydroksidia. Myös kaliumhydroksidi soveltuu. Sen käyttö on yksinkertaisempaa ja helpompaa, mutta sitä on yleensä hankalampi hankkia kuin lipeää. Lipeä on myös halvempaa kuin kaliumhydroksidi.

Menetelmiä on monia. Niissä kaikissa on etunsa. Raakaöljy suodatetaan ensin ja poistetaan siitä vesi esimerkiksi lämmittämällä. Keittäminen ei ole välttämätöntä. Riittää, että noin 60 asteeseen lämmitetyn öljyn annetaan erottua astiassa vähintään 24 tuntia. Vesi erottuu pohjalle ja on poistettavissa.

Seuraavaksi valmistetaan lipeän ja metanolin seos. Määrät tulisi punnita tarkkaan öljyn määrää vastaavaksi. Liika on liikaa ja vähän ei riitä. Molemmista virheistä on harmia myöhemmin. Sekä lipeä että metanoli ovat erittäin vaarallisia aineita, ja niiden kanssa puuhatessa on käytettävä suojavarustusta silmien roiskesuojineen sekä hyvää tuuletusta. 

Sekoitus on tehtävä huolellisesti ja pitkään, lämmitystä apuna käyttäen. Molemmat aineet ovat voimakkaasti hygroskooppisia, joten ne imevät ilmasta kosteutta. Tästäkin on vaivansa myöhemmässä vaiheessa. Parasta olisi, jos sekoitus voitaisiin tehdä siten, että seos ei ole vapaan ilman kanssa tekemisissä.

Sitten kolme neljännestä lipeän ja metanolin seoksesta kaadetaan öljyn sekaan, sekoitetaan tunnin verran. Öljyn lämpötilan tulee olla noin 50 astetta sekoituksen ajan. Nyt annetaan glyserolin erottua ainakin 12 tuntia, jonka jälkeen erottunut glyseriini poistetaan astian pohjalta.

Kun glyseriini on erotettu, lisätään viiteenkymmeneen asteeseen lämmitettyyn öljyyn viimeinen neljännes lipeän ja metanolin seoksesta. Jälleen sekoitetaan noin tunti ja pidetään öljyn lämpötila samana. Seoksen annetaan erottua 12 tuntia. Glyseriini poistetaan jälleen. Nyt se on huomattavasti ensimmäisellä kerralla saatua glyseriiniä hyytelömäisempää. 

Sitten seuraakin tärkein vaihe. Esteröity öljy on kuivattava vedestä ja pestävä siitä mahdolliset saippuajäämät pois. Menetelmiä on monia, joten selostan tässä vain yhden periaatteen. Biodiesel on tässä vaiheessa varsin emäksistä, yleensä pH 8 tai reilusti ylikin. Se on varmistettava tarkalla mittauksella.

Seuraavaksi valmistetaan vesi, jonka happamuus säädetään etikalla saman verran pH 7 alle kuin biodieselin pH on 7 yli. Vesi kaadetaan biodieselin sekaan. Nyt seoksen läpi puhalletaan pieniä ilmakuplia ainakin 6 tuntia. 12 tunnin seisotuksen jälkeen vesi on laskeutunut pohjalle ja on poistettavissa. Veden poistuminen varmistetaan vielä nostamalla biodieselin lämpötila sataan asteeseen. Se pidetään siinä, kunnes höyrykuplia ei enää liemestä nouse.

Biodiesel voidaan nyt jäähdyttää ja se on valmista tankkiin kaadettavaksi. Sitä ennen on kuitenkin syytä varmistaa pH. Sen pitää olla 6,75 ja 7,25 välissä. Jos näin ei ole, jokin on mennyt vikaan ja asia on korjattava.

Kuten valistunut lukija huomaa, aivan tarkkaa reseptiä tässä ei ole annettu, vaan selostettu prosessin pääpiirteet. Syy on ensiksikin siinä, että kenenkään ei pidä ryhtyä suin päin kokeilemaan lipeän ja metanolin kanssa yhtään mitään. Jos asia kiinnostaa, tietoa on löydettävissä ja sitä on syytä hakea.