استفاده روز افزون از سوخت های فسیلی، افزایش قیمت محصولات نفتی و كاهش ذخایر موجود، محققان را برای یافتن منابع جدید انرژی غیر نفتی وادار كرده است. در حال حاضر میزان تقریبی حجم ذخایر نفتی جهان به اندازه ای است كه چنانچه روند تكیه بر سوخت های فسیلی ادامه یابد در آینده نزدیك جهان با مشكلات زیادی در خصوص زیست محیطی و كمبود مواد اولیه رو به رو خواهد شد.
عمده ترین مصرف سوخت های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی می باشد. در خصوص موتورهای اشتعال جرقه ای، گاز مایع و گاز فشرده و انواع الكل ها به عنوان سوخت های جایگزین بنزین به كار برده می شوند. اما در موتورهای دیزل سوخت های جایگزین به نام های بیودیزل و یا بیوفیول نامیده می شوند. بیودیزل به طیف وسیعی از سوخت ها اتلاق می شوند كه از انواع روغن های گیاهی و چربی های حیوانی تهیه می شوند امروزه روغن های گیاهی علاوه به مصارف غذایی از دیدگاه های تولید انرژی و تهیه مواد خام صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار می باشند.
بیودیزل دارای خواص روغنکاری بهتر و عدد اکتان بالاتری نسبت به دیزلهای پالایشگاهی است. بیودیزل بعلاوه پوسیدگی سیستم سوخترسانی را کاهش میدهد، و در سطوح پایین و فشار بالا باعث افزایش عمر مفید سیستم سوخت رسانی میگردد.
ارزش گرمایی بیودیزل حدود ۳۷٫۲۷ MJ/L است. و این حدود ۹ درصد کمتر از سوخت دیزل پالایشگاهی است(که یک سوخت فسیلی محسوب میگردد). میتوان ادعا نمود بیودیزل باعث سوختن نرمتر موتور و افزایش کارایی موتور میگردد. رنگ آن از طلایی تا قهواهی تیره بسته به ماده اولیه تولید آن متفاوت است و در دمایی بین ۶۴ تا -۴۵ درجه سانتی گراد قابل استفاده است. بطور عادی گوگرد ندارد، بنابراین آلایندگی گوگردی ندارد. تولید آن نسبت به دیزل پالایشگاهی ارزانتر است. بیودیزل عمدتا بوسیله فرآیند استرسازی از یک روغن گیاهی یا حیوانی حاصل میگردد.
بیودیزل چگونه ساخته میشود؟
بیودیزل را می توان از روغن های گیاهی تازه و یا مستعمل و چربی حیوانات تولید کرد. این گازوییل از منابع داخلی قابل تجدید بوجود میآید. این سوخت، قابل تجزیه بیولوژیکی است و هنگامی که بعنوان یک جزء ترکیبی مورد استفاده قرار میگیرد، نیازمند حداقل تغییرات در موتور است و نسبت به گازوییلی که جایگزینش میشود، سوختی پاک است. روغنهای گیاهی میتوانند برای تولید ترکیبات شیمیایی- که استر خوانده میشوند- ، با یک الکل (معمولا متانول) ترکیب شوند. زمانیکه این استرها به منظور سوخت مورد استفاده قرار میگیرند،بیودیزل خوانده شوند. گلیسیرول (که در داروسازی و تولید لوازم آرایش نیز مورد استفاده قرار میگیرد) به عنوان یک محصول فرعی تولید میشود اخیرا بیودیزل طی فرایندی با نام Transesterification تولید شود.
در این فرآیند ابتدا روغن گیاهی( یا چربی حیوانی) از فیلتر عبور داده میشود، سپس برای از بین بردن اسیدهای چرب آزاد،با قلیا فرآیند میگردد؛ بعد با یک الکل (معمولا متانول) و یک کاتالیزور (معمولا هیدروکسید سدیم یا پتاسیم) ترکیب میشود. تری گلیسریدهای روغن برای تشکیل استرها و گلیسرول واکنش شیمیایی انجام میدهند و بعدا از یکدیگر جدا شده و مورد تصفیه قرار میگیرند. بیشتر تمایلاتی که امروز برای تولید بیودیزل وجود دارد ناشی از ظرفیت بسیار بالای تولید سویا،تولیدات مازاد و کاهش قیمتها است. متیل سویات، یا سوی دیزل که از واکنش متانول با روغن سویا حاصل میشود، اصلیترین شکل بیودیزل در آمریکاست.
چربی های بلااستفاده حیوانی و روغن سوخته (که بعنوان "شبه گریس" شناخته میشوند) نیز منابع و ذخایر خوبی هستند. این منابع از روغن سویا ارزانترند و به عنوان راهی برای کاهش هزینههای تامین مواد اولیه در نظر گرفته میشوند. بادام زمینی، پنبه دانه، گل آفتاب گردان و کنولا (گونهای از دانه شلغم روغنی) نیز از منابع روغنی دیگرند. استرهایی که از هر یک از این منابع ساخته شدهاند گرچه شاید در میزان انرژی عدد ستان (مشابه اکتان بنزین) یا دیگر مشابهات فیزیکی کمی متفاوت باشند اما میتوانند با موفقیت در موتورهای گازوییلی مورد استفاده قرار گیرند.
بطور کلی روش های مختلفی برای این فرآیند وجود دارد. در اغلب اوقات از الکل متانول بعنوان ارزانترین نوع الکل برای تولید متیل استر استفاده میشود. در این واکنش یک محصول جنبی نیز بدست می آید و آن گلیسیرول است که در واقع ۱۰ درصد محصول گلیسیرول است.
تولید بیو دیزل در حالت کلی شامل مراحل زیر است:
1. در ابتدا باید روغن گیاهی یا حیوانی مصرف شده و دور ریختنی را به مقدار لازم جمکع آوری نم ود و اقدام به تصویه آن ها از مواد زائد و آب و نمک موجود در آنها نمود.
2. انجام واکنش با اضافه کردن ۱ درصد هیدروکسید سدیم بعنوان کاتالیزگر و الکل متانول ۱۲ درصد و ۸۷ درصد روغن پایه انجام میشود.
3. در نهایت ۴ درصد الکل ۱۰ درصد کلیسیرول و ۸۶ درصد سوخت حاصل میشود و میةوان آنها را به ترتیب وزن و سنگینی از ظرف واکنش خارج نمود.