Description
Fabrication de biodiesel à partir d'huiles de friture usagées
Introduction
Le biodiesel est un carburant alternatif au diesel pétro-sourcé. Il peut être utilisé seul dans les moteurs ou être mélangé avec du pétro-diesel à différentes concentrations. Ce carburant est obtenu à partir d’huile végétale ou de graisse animale transformée par un procédé chimique appelé la transestérification. Il consiste à faire réagir de l’huile avec un alcool (méthanol ou éthanol) et d’un catalyseur (hydroxyde de sodium ou de potassium) afin d’obtenir des esters méthyliques ou éthyliques (le biodiesel) et un sous-produit, la glycérine.
Le biodiesel peut être fabriqué en n'importe quelle quantité. Les processus décrit ici convient à une production occasionnelle et de petites quantités. Parce que le procédé demande de l’entrainement, il est conseillé de débuter par la fabrication de petites quantités et d’aller progressivement vers de plus grandes échelles de production.
Le biodiesel présente plusieurs avantages, qui en font un carburant alternatif intéressant :
· Il est simple à produire soi-même.
· Il peut être produit à bas coûts
· Il peut être utilisé dans n’importe quel moteur diesel conventionnel. Permet également une meilleure lubrification du moteur.
· Il participe au recyclage de déchets organiques que sont les huiles de fritures usagées qui sont massivement utilisées dans le milieu de la restauration.
· Il est fabriqué à partir d’huile végétale et rejette donc très peu de CO2 supplémentaire dans l’atmosphère. Il réduit également les émissions de certains composés nocifs par rapport au pétro-diesel (monoxyde de carbone, dioxyde de souffre, etc)
IMPORTANT : mesures de sécurité
· Porter des lunettes de protection, une blouse, des gants résistants et des vêtements longs. Il est également conseillé de travailler avec un masque respiratoire.
· Le méthanol est le produit le plus dangereux dans la fabrication du biodiesel. Il est très inflammable et peut brûler ou exploser à la moindre étincelle. Il est aussi toxique et peut rendre aveugle s’il est inhalé ou ingéré.
· L’hydroxyde de sodium (soude – NaOH) et l’hydroxyde de potassium (potasse caustique– KOH) sont des produits corrosifs, attention au contact de la peau (Si contact avec la peau, rincer au vinaigre puis à l’eau).
· Travailler à portée d’un extincteur.
· Travailler dans un endroit ventilé (limiter les risques de vapeurs toxiques).
· Travailler proche d’un évier et d’une source d’eau courante.
Matériaux
1.1 Huile
Dans le cadre d’une démarche la plus écologique possible, l’huile utilisée pour la fabrication du biodiesel sera de l’huile de friture usagée récupérée dans n’importe quel type d’établissement de restauration. Pour récupérer la meilleure huile, n’hésitez pas à discuter avec le propriétaire du restaurant ainsi qu’avec le chef pour leur expliquer la démarche. Récupérer l’huile sans permission peut constituer un délit. De plus, il est important de s’assurer de la qualité de l’huile récupérée. Les huiles usagées contiennent des Acides Gras Libres. Ces derniers apparaissent lorsque que les huiles sont entreposées un certain temps à l’air libre et qu’elles rancissent ou lors du chauffage d’une huile en présence d’eau. La friture des aliments (qui contiennent de l’eau) entraîne donc l’apparition d’AGL dans l’huile. Pendant la transestérification, ces AGL vont réagir avec le catalyseur (base forte) et créer du savon indésirable. Ce dernier va empêcher la bonne séparation des produits de la réaction, le biodiesel et le glycérol, qui créeront plutôt une émulsion avec laquelle il est difficile de travailler.
Plus une huile de friture est utilisée, plus sa concentration en AGL augmente et plus elle brunit. Eviter donc au maximum de récupérer des huiles âgées et brunies. Plus la qualité de l’huile sera bonne, plus le procédé de transformation sera simple.
Les huiles à privilégier dans le cadre de la fabrication de biodiesel sont les huiles végétales au pH neutre ou presque comme les huiles de colza, maïs ou tournesol. Ces huiles ont un point de fusion bas, ce qui signifie qu’elles ne se solidifient pas si les températures chutent en hiver (les températures de fusion de ces huiles sont de -10°C à -2°C pour le colza, -15°C pour le tournesol).
Il est nécessaire d’éviter les huiles d’arachide, coco, palme ou les graisses animales car elles se solidifient à des températures trop élevées (>10°C), même si le biodiesel à un point de fusion inférieur à l’huile qui est à son origine. L’huile d’olive est aussi à proscrire car trop acide, ces acides peuvent interférer pendant la réaction de création du biodiesel.
1.2 Méthanol
Le méthanol, ou alcool de bois, était autrefois obtenu par pyrolyse du bois. Il est aujourd’hui synthétisé à partir de gaz naturel et disponibles chez les fournisseurs de produits chimiques. Il est utilisé principalement comme antigel pour le liquide de refroidissement, comme solvant pour la synthèse d’autres produits chimiques ou comme carburant pour la course (dragster, modélisme).
Pour la fabrication de biodiesel, il est important de récupérer du méthanol quasiment pur (99%).
ATTENTION : il est très inflammable et peut brûler ou exploser à la moindre étincelle. Il est aussi toxique et peut rendre aveugle s’il est inhalé ou ingéré.
1.3 Catalyseur
Pour le catalyseur, on peut utiliser l'hydroxyde de sodium (NaOH, soude caustique) ou d'hydroxyde de potassium (KOH, potasse caustique). Ils sont tous deux corrosifs et fortement basiques. Ces produits chimiques, assez communs, se trouvent dans les magasins de bricolage, en ligne ou chez les fournisseurs de produits chimiques. Le KOH et le NaOH sont tous deux hygroscopiques, ce qui signifie qu'ils absorbent rapidement l'humidité de l'atmosphère. L'eau en fait des catalyseurs moins efficaces : toujours les conserver dans des contenants scellés et hermétiques.
NaOH vs KOH, des propriétés différentes.
· L’hydroxyde de sodium (NaOH) est moins cher et communément utilisé pour la fabrication de biodiesel à petite échelle. Par contre, l’hydroxyde de sodium (NaOH) contamine l’eau de lavage du biodiesel et ne doit pas être déversée dans la nature. Il est donc déconseillé de l’utiliser si vous n’avez de moyen de retraitement.
· L’hydroxyde de potassium (KOH) gagne en popularité grâce à ces propriétés de catalyse supérieures. L’hydroxyde potassium (KOH) se dissout plus facilement dans le méthanol et est moins sensible à l’eau. De plus, la glycérine obtenue au cours de la réaction reste liquide et peut être ajoutée avec plus de sécurité dans du compost ou utilisée en petite quantité comme complément pour l’alimentation animale.
Outils
ATTENTION : Ne jamais utiliser de récipients ayant servis à la production de biodiesel pour la cuisine.
ESTERIFICATION:
· 1 litre d’huile végétale. Pour les premières tentatives il est recommandé d’utiliser de l’huile végétale neuve.
· 250 mL de méthanol
· Si vous utilisez de l’huile neuve : 5,5g d’hydroxyde de sodium NaOH ou 7g d’hydroxyde de potassium KOH. Le KOH est conseillé pour les débutants. Toujours conservé ces produits dans un contenant scellé et hermétique.
Si vous utilisez de l’huile usagée : Calculez la masse de catalyseur à ajouter lors de l’étape de titrage
· 1 balance
· 1 entonnoir
· 1 bocal fermé en verre pour le mélange du méthanol et du catalyseur
· 1 verre doseur en verre pour le dosage du méthanol
· 1 bouteille en plastique de 2 litres propre et sèche
· Des gants en caoutchouc
· Des lunettes de sécurité
FILTRATION
· 1 bidon d’huile de 5 à 10L
· 1 bidon d’huile de 5 à 10L vide et propre
· 1 entonnoir
· 1 drap en coton / 1 chaussette
· 1 poche filtrante de 1 à 5µm
Étape 1 -
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