Le BioPro™ 190 et le BioPro™ 190EX convertissent les matières premières à base d'huiles végétales ou animales en biodiesel. Le biodiesel brûle de manière beaucoup plus propre que le diesel : jusqu'à 90 % de CO en moins2 par gallon et 50 % de particules en moins, et peut être utilisé pour alimenter n'importe quel moteur diesel sans avoir besoin de l'adapter ou de le modifier.
L'un des aspects uniques du BioPro™ est son automatisation. Le BioPro™ fonctionne un peu comme une machine à pain : vous y mettez les bons ingrédients, puis laissez-le s'occuper des différentes tâches nécessaires. Très peu d'interaction avec l'utilisateur (ou de temps) est nécessaire. Au lieu d'avoir à actionner les vannes, à doser les produits chimiques, à surveiller attentivement et à faire avancer le processus, l'utilisateur de BioPro™ charge simplement les ingrédients, puis laisse la machine fonctionner.
Ingrédients
Le BioPro™ utilise deux procédés chimiques : l'estérification catalysée par un acide et la transestérification catalysée par une base, suivies de cycles de lavage et de séchage, pour fabriquer le biodiesel. Les ingrédients utilisés sont les matières premières, le méthanol, les catalyseurs acides et basiques et l'eau.
Avant de commencer le processus, l'utilisateur remplit le compartiment principal du réservoir en acier inoxydable 304 soudé TIG jusqu'au grand marqueur « FILL LINE » (indiquant 50 gallons) avec de la matière première filtrée et déshydratée. Si nécessaire, le BioPro™ peut également assécher la matière première. La matière première peut être constituée de pratiquement n'importe quel type de graisse ou d'huile d'origine animale ou végétale. (Les huiles minérales, telles que l'huile moteur usagée, ne peuvent pas être utilisées.) L'huile de cuisson recyclée provenant des cuisines des restaurants est le type de matière première alimentaire le plus populaire, bien que de nombreuses huiles animales ou végétales fraîches puissent également être utilisées.
Après avoir rempli la chambre principale avec 50 gallons (190 litres) de matière première, l'utilisateur ajoute une quantité prédéterminée de catalyseur de base et de méthanol dans deux autres compartiments dédiés. Le catalyseur de base peut être de l'hydroxyde de sodium (soude caustique ou lessive) ou de l'hydroxyde de potassium (potasse caustique). Il est pesé avec la balance incluse, puis versé dans son orifice étiqueté à l'aide du pichet à catalyseur inclus. (Tous les catalyseurs peuvent également être achetés en doses pré-mesurées, ce qui élimine le besoin de les peser ou de les mesurer.)
Le méthanol est ensuite ajouté par pompage ou par versement dans les orifices étiquetés appropriés, où de grands indicateurs de niveau gradués indiquent quand la quantité correcte a été ajoutée. La dernière étape consiste à mesurer la faible dose de catalyseur acide (acide sulfurique) à l'aide du bécher d'acide inclus. L'utilisateur appuie ensuite sur le bouton vert « START » et verse l'acide sulfurique dans le port étiqueté.
Au total, le temps passé à préparer le BioPro™ pour fabriquer un lot de 50 gallons de carburant est inférieur à 30 minutes, et après avoir appuyé sur « START », les réactions chimiques se déroulent automatiquement. Il n'est pas nécessaire de retourner à la machine ou de la vérifier. Il surveille l'état du processus et progresse à travers les différentes étapes jusqu'à son achèvement.
Une fois le BioPro™ lancé, la matière première est transformée en biodiesel de haute qualité en suivant les étapes suivantes :
Réaction 1 — Estérification catalysée par un acide
En fait, cette réaction chimique ne produit pas beaucoup de biodiesel. Au contraire, il réduit de manière significative le niveau d'acides gras libres dans la matière première. Les acides gras libres sont des molécules qui interfèrent avec la transestérification catalysée par une base (étape suivante). Ils sont présents naturellement en petites quantités dans tous les aliments pour animaux, mais ils augmentent rapidement à mesure que les aliments vieillissent ou sont exposés à des températures élevées (comme lorsqu'ils sont utilisés pour la friture). S'il y en a trop, vous ne pouvez pas fabriquer de biodiesel.
Au cours de la réaction 1, une partie du méthanol est utilisée pour réagir avec les acides gras libres présents dans la matière première. L'acide sulfurique sert de catalyseur à cette réaction. La réaction est facilitée par un chauffage contrôlé par thermostat et une agitation vigoureuse via une hélice en acier inoxydable.
En utilisant une estérification catalysée par un acide, une gamme beaucoup plus large de matières premières peut être prise en charge, et la réaction suivante peut produire du biodiesel de meilleure qualité.
Réaction 2 — Transestérification catalysée par une base
C'est cette réaction chimique qui transforme réellement la matière première en biodiesel. Le reste du méthanol est utilisé, ainsi que le catalyseur de base. Le BioPro™ a prémélangé ces ingrédients pendant que la réaction 1 était en cours. Il injecte maintenant cette solution dans la matière première. Au cours de la transestérification, chaque grosse molécule d'huile est convertie en trois petites molécules de biodiesel. Leur taille et leur structure sont similaires à celles du carburant diesel ordinaire. Lorsque cela se produit, une partie de la molécule d'huile d'origine est remplacée par trois molécules de méthanol. Ces atomes déplacés forment une molécule de glycérol. L'agitation complète et les gradients de température contrôlés gérés par le BioPro™ garantissent une réaction très complète.
Période de règlement
Une fois les deux réactions effectuées, l'agitation cesse et les molécules de glycérol formées lors de la réaction 2 se déposent au fond de la cuve avec d'autres sous-produits mineurs tels que les savons et les sels. Le biodiesel, étant moins dense, forme une couche clairement séparée au-dessus de cette phase de glycérine.
Midpoint — Drainer la glycérine
À ce stade (24 heures après le début du processus pour un BioPro™ 190 standard, ou 8 heures pour un BioPro™ 190EX), l'utilisateur revient à la machine et évacue la glycérine déposée par le grand robinet de vidange et commence le cycle de lavage. Il s'agit de la seule interaction utilisateur requise pendant le processus et elle devrait prendre moins de 5 minutes.
Lavage
Une fois que l'utilisateur a appuyé sur le bouton « WASH », les processus de lavage commencent. Ces procédés sont nécessaires pour éliminer les traces de glycérine, de savons, de sels, de méthanol et d'autres contaminants encore en suspension dans le biodiesel brut. Heureusement, tous ces contaminants ont une forte affinité pour l'eau, et l'eau peut donc être utilisée pour les éliminer du biodiesel. Le BioPro™ effectue trois lavages.
Le premier lavage « grossier » consiste simplement à pulvériser doucement de l'eau qui capte les contaminants lorsqu'ils pénètrent dans le biodiesel. Une fois que l'eau et les contaminants se sont déposés au fond (l'eau est plus dense que le biodiesel), le BioPro™ pompe l'eau de lavage sale. Un capteur personnalisé fait la différence entre l'eau de lavage et le biodiesel afin d'éviter toute perte de biodiesel.
Les deuxième et troisième lavages « nettoient » le carburant, pour ainsi dire. Une fois que les pompes BioPro™ ont injecté une quantité appropriée d'eau de lavage, l'hélice agite le contenu du réservoir en mélangeant soigneusement le biodiesel et l'eau de lavage. Une fois de plus, l'eau capte plus de contaminants, puis se dépose au fond, après quoi elle est pompée. Ce lavage agité a lieu une troisième fois, après quoi il ne reste pratiquement plus aucun contaminant.
Séchage
Il s'agit de la dernière étape. Une fois que toute l'eau de lavage a été pompée, il reste encore de l'eau, dissoute dans le biodiesel. Grâce au chauffage, à l'agitation et à un ventilateur d'évacuation stratégiquement placé, la vapeur d'eau s'évapore dans l'air qui passe, asséchant complètement le biodiesel.
Ravitaillement
Le BioPro™ est désormais plein de biodiesel propre, prêt à être utilisé dans n'importe quel moteur diesel. Tant que les ingrédients utilisés étaient d'une pureté suffisante, ce biodiesel sera conforme à la norme ASTM D6751 pour la qualité du biodiesel. Grâce à la pompe à carburant et à la buse de remplissage à arrêt automatique incluses, le remplissage est comme dans une station-service et beaucoup moins cher.
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