Producción de etanol como biocombustible (e10 y e85)

Tema en 'Reciclaje y vida ecológica' comenzado por terrazocultor, 25/4/12.

  1. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    Saco al aire esta idea sobre una forma de dar aprovechamiento a los productos vegetales, especialmente vegetales de poco valor, o incluso productos que se puedan considerar residuos.

    El amigo Os Castros y un servidor tenemos sendos hilos de biodiesel en este sub-foro de jardinería ecológica, y además un tercer hilo sobre cultivo de microalgas. Creo que faltaba algo...

    Con el biodiesel, los vehículos con motor de gasolina quedaban fuera de este universo de autosuficiencia.

    Son varias las razones por las que pongo este tema al público, para que lo analiceis, y digais si lo veis viable o no, pero yo creo que antemano que si lo es.

    Cuando hace nueve años comenzé a investigar el biodiesel también consideré seriamente este asunto de producir etanol como biocombustible, pero la facilidad (de entonces) para conseguir grandes cantidades de aceite usado gratis me hicieron elegir el biodiesel.

    Las razones de volver a pensar en este tema en la actualidad son:

    1) Por un lado, como decía, cubrir también las necesidades de los motores de gasolina.

    2) La dificultad extrema en conseguir aceite usado en cantidad suficiente, pues no solo hay que ser gestor autorizado para retirar el aceite, sino que también están pagándolo bastante bien, lo que hace que uno piense en comprar aceite nuevo eso si, el más barato.

    3) La fabricación de etanol tiene algunas ventajas sobre la fabricación de biodiesel:

    - Los recipientes no tienen que tener gran resistencia química, ni mecánica, ni térmica, .... bastan simples recipientes de plástico. Así que,...se acabó con esto la pejiguera del acero inox 316.

    - Ese etanol -alcohol etílico- no es para uso alimentario, así que no hace falta hilar tan fino

    - Nos quitamos de encima el manejo de dos sustancias poco amigables: Metanol y sosa caústica.

    - Ahora, es mucho mas fácil conseguir materia prima barata para hacerla fermentar, que conseguir aceite usado.

    No estoy diciendo con esto que vaya a abandonar el tema del biodiesel, ni mucho menos, pues aunque sea un triste lote de 150L al año para mezclar con gasoleo, seguiré en el BioD mientras se pueda.

    --------
    En cualquier rincón de cualquier pueblo hay gente que sabe hacer vino, así que no debe ser algo terriblemente complicado. Y quien hace vino, hace etanol. Cuando digo vino, también me refiero a cualquier otra bebida en donde intervenga la fermentación alcohólica y se coseche el deseado etanol.

    Hay muchísimas materias primas que servirían para esto, pero habría que elegir las mas disponibles en cada lugar y en cada momento.

    Una vez hecha la fermentación, no hay que perder el tiempo "envejeciendo" ni dándole "bouquet". Directamente al destilador, que es otra herramienta que no tiene que estar hecha en materiales costosos y tampoco hace falta haber trabajado en la NASA para destilar.

    La única pega que le veo a esto es que el destilado tiene que ser muy puro, así que el destilador que puse el otro día en un video hay que refinarlo y convertirlo en un destilador "de reflujo" que proporciona una gran pureza.

    Conseguido el etanol, se mezcla con un porcentaje de gasolina, y listos.

    Comercialmente creo que hay dos tipos:

    e10 -> 10% etanol, 90% gasolina
    e85 -> 85% etanol, 15% gasolina

    El e10 parece que lo soportan todos los motores.

    El e85 creo que debe decirlo explícitamente el fabricante del motor.

    Y supongo que entre e10 y e85 hay toda una gama que debería funcionar, al menos en motores aptos para e85. Por ejemplo, se podría hacer una mezcla e50. (50% etanol, 50% gasolina).
     
  2. biel

    biel

    Mensajes:
    1.098
    Ubicación:
    Mallorca sureste
    Provechosa idea Terrazocultor, felicidades y gracias por compartir.
    Yo tuve un pensamiento con ello, aunque en mi caso sólo lo emplearía para motosierras, desbrozadora y moto 125 cc. Ya que para empleo en coche, creo que es más viable de producir el biogas (no estoy seguro), el biogas tiene dos inconvenientes, la pérdida de potencia (30-40%) y el coste del equipo + tanque que añadir al coche, que imagino se irá a unos 1200 €.
    Imagino que cada uno tendrá que hacer sus costes, facilidades que tenga para la fabricación de cada cosa, etc.

    En este caso, del bioetanol podríamos aprender de los brasileños que hace muchos años que sus coches y otros motores funcionan con alcohol.

    Cordiales saludos y ánimos.
     
  3. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    aha!, de los brasileños, y de los Usamericanos, y cada vez mas gente...

    Se puede hace etanol de varias maneras, pero no pretendo hacerlo de síntesis en plan industrial. También se puede hacer a partir de madera e incluso de periódicos viejos, pero eso supone usar técnicas que creo que escapan a un ciudadano medio. Hay que usar algo conocido y al alcance de la gente "normal".

    El archiconocido método de hacer fermentar algo rico en azúcares nos puede valer porque es el más sencillo, rápido y directo. Vamos, lo que se dice "hacer vino casero". Pero...

    El dilema es: ¿De qué sustancia partimos?

    Si compramos uva muy muy barata, pongamos 40 centimos el kilo (realmente barata). Necesitaremos 1,2 Kg para hacer un litro de mosto (50 centimos mas o menos). Pero de ese litro de mosto podemos esperar un 15% de etanol. Por lo tanto, necesitaremos mas de SEIS litros de ese mosto para recolectar un litro de etanol. Ahora, se nos sube el precio del litro de etanol a mas de tres euros el litro. Y eso, comprando la uva a 40 centimos/Kg y sin contar con otros gastos.

    Inviable.

    Otra opción sería comprar vino de bajo costo, ya hecho, nos ahorramos el trabajo de la fermentación, y destilar su alcohol.

    Aquí hay otro "pero..."

    Si por ejemplo compramos un vino muy barato en el supermercado, lo he llegado a ver a solo 0,59 euros el litro, realmente barato. Sin embargo, hagamos unos números:

    Contenido de alcohol de ese vino: 10% (según etiqueta del fabricante)
    Así, harán falta 10 litros de ese vino para obtener un litro de etanol
    10 litros x 0,59 euros/litro = 5,90 euros cada litro de etanol.

    Inviable.

    Otra cosa sería tratar directamente con las bodegas, hay veces que tienen partidas de vino "defectuosas", que no están realmente mal-mal, simplemente que no están a la altura de lo esperado, y entonces parece que lo venden a muy bajo precio, casi regalado. Esto si sería motivo de estudio.

    Hay que tener en cuenta los costos que nos supone obtener un litro de etanol. Si la gasolina cuesta hoy un euro y medio el litro, no tiene mucho sentido gastarnos cuatro euros en obtener un litro de etanol.

    De entre todas las posibilidades, hay una que me ha llamado la atención:

    LAS NARANJAS.

    No será porque nos falten por estas latitudes.

    Y según cómo y dónde, nos pueden salir muy baratas. Realmente baratas. Por no decir gratis en muchos casos.

    El zumo de la naranja, al igual que el de la uva, es rico en azúcares y es suceptible de ser fermentado produciendo alcohol.

    Y hay trucos para conseguir mayor porcentaje de alcohol que el que dan de forma natural las propias naranjas. Aquí, como digo, no es importante "que tenga un sabor afrutado con toques de frutos del bosque y un retronasal progresivo con una textura aterciopelada", :13mellado:, lo importante es conseguir el máximo % de alcohol.

    Al igual que en el biodiesel obtenemos como subproducto la "glicerina", aquí obtenemos como subproducto la peladura o monda de naranja (la parte mas superficial), que se cotiza bastante bien, mas que el propio alcohol. Esto es muy interesante. Pero hará falta una máquina para pelar tanta naranja. Hacerlo a mano no es viable. Me consta que hay máquinas ex-profeso para este cometido.

    Y un segundo subproducto es la pulpa y la parte interna de la corteza, que en cantidad suficiente, y después de secada, creo que se destina como alimento para el ganado.

    En estos mismos momentos tengo varios lotes de 1 y 3 litros de zumo de naranja en fermentación y la cosa parece que chuta. Se está desprendiendo gas (se supone que CO2), señal de que se está produciendo la fermentación con la consiguiente producción de etanol. El gas sale de los recipientes a través de un artilugio que les he puesto en la tapa que permite salir el gas pero impide que entre aire atmosférico, en inglés les llaman "airlock", los he hecho con tapones de envase de detergente y un tubito de cobre, y no paran de mostrar actividad gaseosa desde ayer (26-abril-2012) que inicié los experimentos.

    No sé si conseguiremos etanol para hacer biocombustible e-85, pero en el peor de los casos me esmeraré con la higiene y a ver si sale un buen vino de naranja, fresquito, para este verano...
     
  4. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    De momento, estoy experimentando con el zumo de naranja para comprobar si se fermenta o no. Y parece que sí. La actividad de los airlocks lo delata.

    Cuando pasen unos días y termine la fermentación, a ver si lo que se ha creado es el ansiado alcohol etílico...

     
  5. Sr_Setahongo

    Sr_Setahongo Abogado de pobres

    Muy interesante el proyecto :5-okey: , también te doy las gracias por compartirlo. Me surge una duda: ¿ no valdría el alcohol que se obtiene directamente de la destilación en alambique ?

    Un saludo
     
  6. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    Claro que sí. El alcohol que se produce en ese zumo de naranja es precisamente para destilarlo.

    La ventaja de las naranjas es que pueden ser una materia prima abundante y baratísima.
     
  7. Sr_Setahongo

    Sr_Setahongo Abogado de pobres

    Me refiero a destilar directamente sin antes fermentar como se hace con las aromáticas para extraerles el aceite esencial.
     
  8. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    Hola Setahongo,
    Lo que queremos extraer no es aceite, sino alcohol. Esto va de gasolina y etanol, no de biodiesel y aceite, :mrgreen:

    Por eso, para poder destilar algún alcohol, primero hay que fermentar.

    Aprovecho para decir que el experimento que puse en video el día 26 de abril parece que funciona, los airlocks no paran de mostrar actividad de fermentación (emisión de CO2 y por consiguiente, producción de alcohol) y cada día los destapo para remover, y huele a alcohol. Cuando termine la fermentación lo destilaré a ver que cantidad de alcohol produce. Tendré que comprar un alcoholímetro, un densímetro, un refractómetro, .... en fin, toda la parafernalia de los vinateros...

    Por cierto, el producto de los frascos, tras 3-4 días no huele en absoluto mal, en realidad huele bastante bien. Lo que dije de hacer vino de naranja es otra posibilidad, jeje.

    Paralelamente a todo esto estoy también investigando en ese tema del vino de naranja. Me resulta muy atractivo poder fabricar un vino propio con un producto tan abundante y barato como es la naranja. Calculo que tendrá unos 11-13º de alcohol, como un vino normal. Y fresquito tiene que estar de rechupete.

    Otro producto para producir etanol de forma sencilla es el azúcar de mesa. Comprado a buen precio, puede ser otra opción al zumo de naranja. No genera los subproductos de la naranja (piel y cortezas), pero a cambio, el proceso se simplifica al máximo: No hay que pelar ni sacar el zumo de nada: Sólo echar el azucar en el agua y divolver. Limpio, cómodo y rápido.

    Esta misma tarde he preparado un frasco de un galón (casi cuatro litros) con este preparado a base de azúcar, y vamos a ver cómo se comporta...
     
  9. Ismael Quero

    Ismael Quero

    Mensajes:
    305
    Ubicación:
    Jaén
    Si montas un FBR, le puedes conducir el CO2 para dar de comer a las algas..., así "casi" se aprobrecha todo...

    Un saludo
    Ismael
     
  10. Biorivas

    Biorivas

    Mensajes:
    15
    Ubicación:
    Sevilla, Andalucía, España
    Hola terrazocultor, acabo de leer el hilo, y lo primero que se me viene a la mente (sin haber visto ni precios ni haber confirmado nada) es que, la mejor opción seria fermentar directamente azúcar. Aunque solo el azúcar no sería suficiente para que las levaduras fermentasen ya que necesitan otros compuesto como el hidrógeno o el azufre para su crecimiento. Así que lo ideal sería fermentar azúcar directamente y por ejemplo añadirle zumo en un porcentaje adecuado (o cualquier fruta madura por ejemplo, aunque el zumo deja menos residuos). He leído que venden kits ya preparados para la gente que quiere hacer su propio vino que vendría bien para el proceso, para la destilación como sería de complicado el mecanismo?
     
  11. Ismael Quero

    Ismael Quero

    Mensajes:
    305
    Ubicación:
    Jaén
    Pues yo estoy fermentando el azúcar para dar de "comer" CO2 al FBR.
    La proporción es 1 litro de agua templada (unos 25ºC), 100 gr de azúcar blanco y un sobrecito de levadura de panadería marca Maizena. A los cinco minutos de juntar la levadura con el agua azucarada empezó a burbujear.
    Según cuentan en otros foros es CO2.

    Cuando deje de burbujear filtraré el líquido y lo destilaré para sacar el bioetanol.

    Un saludo
    Ismael
     
  12. Biorivas

    Biorivas

    Mensajes:
    15
    Ubicación:
    Sevilla, Andalucía, España
    Hola Ismael, si claro que fermenta, pero lo que es probable que tarde más de lo que podría tardar y que ademas no de el rendimiento óptimo. Siempre estoy hablando desde la teoría ya que no he probado. Yo he cultivado levaduras en el laboratorio, y siempre hay que agregar como elemento principal una fuente de carbono (azúcar en este caso), pero luego las levaduras como cualquier ser vivo tienen que sintetizar proteínas por ejemplo, por lo que es necesario una fuente de nitrógeno. De aquí que los medios de cultivo para levaduras sean complejos (no difíciles, si no de varios componentes). Mira esto se le agrega a lo que sea que vayas a fermentar para conseguir bioetanol en la industria:

    MEDIO TIPICO DE FERMENTACION
    GLUCOSA 100 g/L
    SULFATO AMONICO 5.19 g/L
    POTASIO DIHIDROGENO FOSFATO 1.53 g/L
    SULFATO MAGNESICO HEPTAHIDRATO 0.55 g/L
    CLORURO CALCICO 0.13 g/l
    ACIDO BORICO 10 ppm
    SULFATO DE COBALTO HEPTAHIDRATO 1ppm
    SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATO 4 ppm
    SULFATO DE CINC HEPTAHIDRATO 10 ppm
    SULFATO DE MANGANESO MONOHIDRATO 3 ppm
    YODURO POTASICO 1 ppm
    SULFATO FERROSO HEPTAHIDRATO 2 ppm
    SULFATO DE ALUMINIO 3 ppm
    BIOTINA 0.125 ppm
    PANTOTENATO 6.25 ppm
    INOSITOL 0.125 g/L
    TIAMINA 5 ppm
    PIRIDOXINA 6.25 ppm
    ACIDO p-AMINOBENZOICO 1 ppm
    ACIDO NICOTINICO 5 ppm​

    Como puedes ver muchos componentes están en una proporción tan baja como 1 parte por millón. Con todo esto quiero decir que no es que para la escala a la que lo queremos hacer haya que darle todo eso, pero que si que otra fuente de de compuestos orgánicos creo que le vendría bien.
    Vuelvo a repetir que ni idea si esto es así en la practica de lo que queremos, y que si funciona pues perfecto, solo es una reflexión que me hice al leer el hilo.
    También es verdad que dentro del sobre de levaduras no vendrán solo levaduras si no que muchos mas compuesto necesarios así que puede ser suficiente, no lo se por eso me lo preguntaba por que dependiendo de las cantidades pues hará falta o no.

    Respecto a las burbujas si que es CO2 que junto cono el etanol son los "residuos" que dejan las levaduras tras fermentar.

    Bueno a ver si cuando temrines nos cuentas el resultado para ver como van las pruebas.

    Un saludo.
     
  13. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    Aquí aprovechamos el resíduo del resíduo del resíduo, :meparto:
    En la industria bien que se aprovecha el CO2 resultante de la fermentación.




    Tienes toda la razón, el azúcar es una opción muy interesante para obtener etanol, de hecho, en mi post anterior nº8 hablo sobre él.

    También es verdad lo que dices que hace falta algo más que agua, azucar y levadura. Hacen falta nutrientes para la levadura. He visto que el zumo de limón no solo cumple ese cometido, sino que también con su acidez baja el pH del agua a un valor entre 3 y 5,5 que es donde se encuentran cómodas y felices las levaduras. Respecto a los sobres con preparados comerciales...pueden estar bien, pero prefiero el abundante y buen zumo de limón.

    Hace un par de dias puse un lote con agua, azucar y levadura (sin nutrientes) y lo tuve que tirar: No hacía nada. Pero ayer, 30-abril-2012 puse un lote con agua, azúcar y levadura...y el zumo de dos limones como nutrientes (y acondicionador del pH), y no veas hoy como está burbujeando el frasco, jeje...

    Un Kg de azúcar viene costando 1 euro (en la tienda), del cual podemos extraer mas de 600 ml de etanol. Así que para obtener un litro de etanol tenemos que gastar un euro y pico, que es mas o menos el precio de un litro de gasolina.

    otra cosa será el precio de ese azucar al por mayor, al precio de mayorista, y a granel, nada de envases, ni publicidad,....

    Si fuese posible conseguir el azúcar a, digamos, 40 céntimos el kilo (yo creo que sí, y si me apuras, aún mas barato), tendríamos una materia prima suficientemente barata como para fabricar nuestro etanol a mitad de precio que la gasolina. Y la mitad ya es gran cosa. El resto de productos (zumo de limón, levadura, agua) tienen un precio tan irrisorio, -a veces gratis, los limones en el suelo en los bancales- que no merecen la pena ser tenidos en cuenta.

    Esto suena a cuento de sirenas, si, pero...los números hablan.



    Doy fe que burbujea que da gusto... :11risotada:
     
  14. Biorivas

    Biorivas

    Mensajes:
    15
    Ubicación:
    Sevilla, Andalucía, España
    Terrazocultor lo tuyo es increíble tío, he estado viendo por otros sitios del foro y andas metido en todo!!! jajajaja eres una maquina con las explicaciones.

    Me he leído el post donde explicas tu destilador casero, increíblemente sencillo pero efectivo, yo tengo el problema de ver siempre los aparatos en plan alta tecnología de laboratorio y no tener ni idea de como llevarlos a un plano casero... ¿Qué modificaciones habría que hacerle para convertirlo en uno de reflujo? Me imagino que habrá que ampliar el tamaño de los tubos y al interior ponerle una serie de secciones circulares perforadas, donde cada perforacion se conecta una con una superior por medio de un un tubito muy fino de metal no?¿o este sistema iría dentro del reactor donde se esta evaporando el etanol?
    Respecto a la pureza del alcohol, por motivo azeotrópicos, creo recordar que no se puede pasar del 96% de pureza ¿no?, ¿ese 4% de agua sería aceptable para utilizarlo como combustible? ¿o habría que tratarlo de nuevo para llegar al 100%?

    Sobre el azúcar es precisamente lo que yo estaba pensando algún zumo tiene todo las ventajas, con todos los nutrientes e incluyendo que suma mas azúcar a la ya puesta.(Además tengo un limonero lunero en casa que no para de dar limones en todo el año y los tenemos que dar porque no los utilizamos todos).
    Me faltaba el dato de cuanto rendía cada gramos de azúcar en etanol, gracias por darlo.
    Si se consigue hacer un destilador de reflujo eficiente, por lo que veo el único problema, que es el de siempre, sería conseguir la materia prima lo mas barata posible para que el proceso sea rentable...

    Un saludo
     
  15. terrazocultor

    terrazocultor Skate or die

    Es que soy de la hermandad del mocho,
    ando en tos los fregaos...:meparto:


    Ahora que lo dices, la destilación es un capítulo que habrá que perfeccionar, porque el destilador a que te refieres (el que puse en un vídeo hace unos dias), no es de reflujo y no proporcionará alcohol de 96º.

    Cierto es que el alcohol producido con este destilador arde muy bien, señal que tiene poca agua, pero no creo que la pureza sea mayor del 80 y tantos por ciento.

    Un destilador de reflujo tiene en la columna, en su interior, como tu has mencionado, unos anillos de ceramica, cristal o metal, y producen condensaciones y nuevas evaporaciones según el vapor asciende por la columna. Cada vez el vapor es mas rico en alcohol y contiene menos agua. Son como microdestilaciones en cadena, en donde cada micro-destilación parte de una condición cada vez mejor, de mas riqueza de alcohol.

    El resultado, es que a la salida de un destilador de reflujo se obtiene etanol casi puro, de 95º de pureza mínimo. La razón de porqué no se puede obtener por destilación sencilla (ni siquiera con columna de reflujo) un 100% de pureza es el que has dicho en tu mensaje anterior: El agua y el etanol forman un azeotropo y es imposible privar al destilado de ese 4-5% de agua. Hay que tener en cuenta que alcohol y agua evaporan a temperaturas muy parecidas, solo hay 22ºC de diferencia, así que demasiado bien funcionan los destiladores para un margen tan estrecho de temperaturas...

    Hasta ahora, siempre he visto que el etanol para usar como biofuel debe ser anhidro, deshidratado, es decir, nisiquiera vale el de 96º. Esto supone otro paso mas, y no tiene pinta de fácil, en donde de usan tamices moleculares, son sustancias que absorben el agua pero no el alcohol, y así, lo deshidratan.

    Pero precisamente esta mañana, he leido que en Brasil (donde ya sabes que se mueven con etanol), los coches soportan el alcohol de 95º, de manera que ¡¡¡no hace falta deshidratarlo!!!, es decir, del destilador directamente al depósito.

    Si eso es así, si eso es cierto, esto está hecho!!!

    Una cosa que siempre me ha extrañado acerca del hecho de que el alcohol tenga que ser anhidro (pureza 99,5 minimo), es: El combustible, sea el que sea, es mezclado con aire atmosférico para hacer una niebla explosiva que se inyecta en los cilindros. Ahora bien: Ese aire atmosférico contiene agua, y a veces bastante. ¿No pasa nada con esa agua?...hmmm.....