Günlük hayatta kullandığımız birçok yağdan üretilebilecek olan biyodizel, hem fiyatı hem de çevreci olmasıyla dikkat çekmektedir. Üstelik endüstriyel bir işletmeye sahip olmadan kendi imkanlarımızla bile üretebiliriz. Peki, biyodizel nedir ve nasıl üretilir?
İçindekiler
Biyodizel Nasıl Üretilir?
Biyodizel üretiminin hammaddesi yağlardır. Bu yağlar hayvansal veya bitkisel kaynaklı olabilir. Bitkisel kaynaklı olarak ayçiçeği, kanola, zeytin, pamuk, soya ve mısır kullanılır. Ülkemizde yılda 1.8 milyon ton bitkisel yağ; boya, gıda ve diğer endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır. Kullanılan bu yağlardan 380 bin ton atık yağ oluşur. Bu yağların bilinçsizce boşaltımının yapılmasından dolayı kanalizasyon sistemleri tıkanmasının yanı sıra, su ve toprak kirliliğinden dolayı binlerce canlının yaşam hakkını ellerinden alıyoruz. Oysa bu 380 bin ton atık yağı biyodizel üretiminde kullanarak teknolojiyi çevremizi temiz tutmada kullanabiliriz.
Biyodizel üretim aşamaları:
- Öncelikle kullanacağımız yağın içerisindeki polar maddeleri uzaklaştırmak için bekleme kabına alıyoruz. Çökeldikten sonra posanın dışında kalan yağı 10 mikron çapındaki filtrelerden süzüyoruz ve elimizde içinde yabancı madde bulunmayan atık yağ kalıyor.
- Bitkisel ve hayvansal yağlardan elde edilen biyodizelin uzunluğu petrolün türevi olan dizele göre çok daha uzundur. Bu sebeple dizelin sıkışıp patlaması çok daha zor olacaktır. Bu sebeple alkole ihtiyacımız var. Alkol yağ asitlerini parçalayarak daha küçük zincirli bir yapı haline getirecektir. Alkol tercihinde karbon yapısı en az olan etil alkolün kullanılması yakıt kalitesini arttıracaktır ama maliyeti göz önünde bulundurursak ortaya çıkan ürünün fiyatı, petrol türevli dizeli geçeceğinden dolayı metil alkolü tercih etmeliyiz. Sonrasında sistemi hızlandırmak ve istenmeyenleri çökeltmek için katalizör kullanmamız lazım. Hem fiyatı hem de kolay bulunabilirliği sayesinde sodyum hidroksit veya potasyum hidroksiti tercih etmeliyiz. Bu karışımdan dolayı ortaya buhar çıkacaktır. Bu buhar zehirleyici bir gazdır. Koruyucu ekipmanları kullanmanız ve iş güvenliğine dikkat etmeniz gerekmektedir.
- Hazırladığımız karışımı kapalı sisteme aktarmamız lazım çünkü bildiğiniz üzere alkolün buharlaşma noktası diğer sıvılara göre çok daha düşüktür bu yüzden çok kolay bir şekilde karışımdaki alkol oranı düşebilir. Karışımı kapalı sisteme aldıktan sonra hammaddemiz olan temizlenmiş atık yağı ilave ediyoruz. Çözünme reaksiyonunun hızlı gerçekleşmesi için sıcaklığı arttırmamız lazım. Bu sebeple sıcaklığı 40-50 °C civarlarında tutmamız işlem hızını arttıracaktır.
- Reaksiyon bittikten sonra elimizde 2 ürün bulunmaktadır. Bunlardan biri bizim amacımız olan biyodizel diğer ise gliserindir. Bu ürünlerin ayrışmasını sağlamak için 24 saat bekleyebiliriz ki bunun sonucunda yoğunluk farkından dolayı gliserin çökelir veya santrifüj işlemi yaparak da daha hızlı çökeltebiliriz. Ayrıca bizim yan ürünümüz olan gliserin de sabun yapımının ana maddesidir.
- Ortaya çıkan gliserin ve biyodizelin içerisinde istenmeyen alkol bulunur. Bu alkolü flaş buharlaştırma ile uzaklaştırırız.
- Yıkama işlemi için ılık suyu, ürettiğimiz biyodizele yukarıdan yavaşça serperiz. Anlattığımız üzere biyodizelin ana maddesi yağdır ve yoğunluk farkından dolayı yağ elbette ki üste çıkacaktır. Bu sırada biyodizelin içindeki yabancı maddeler suya tutunacaktır. Suyla birlikte dibe çöken bu maddeler musluk yardımıyla ayrıştırılır. Üstte kalan kısım ise artık biyodizelimizdir.
Tüm bu işlemlerden sonra biyodizelimiz kulanıma hazır bulunmaktadır. Biyodizelin kalitesini arttırmak için içine performans arttıran yakıt enjekte edebilir veya petrol türevi olan dizelle karıştırabilirsiniz.
Biyodizel Adlandırılması:
Biyodizel içerdiği dizel oranına göre adlandırılır. Örneğin (X) miktarda biyodizel (100-X) miktarda dizel içeren bir içeriğin adı B(X) olarak adlandırılır. Yüzde 20 biyodizel yüzde 80 dizel içeren ürünümüz B20 olarak adlandırılacaktır.
Türkiye’deki Bitkisel Yağlar
Ülkemizde bitkisel yağlar; başta yem olmak üzere, sabun ve boya sanayilerinde kullanılır. Yıllık 280 bin ton ayçiçek yağı, 210 bin ton pamuk yağı olmak üzere; mısır, soya, kanola gibi yağların toplam üretimi 520 bin tonu bulmaktadır. Buna rağmen ülkemizde 1.3 milyon tonluk bir açık bulunmaktadır. Bu açığı da diğer ülkelerden temin etmekteyiz. Yağ kullanımını kişi başı olarak hesapladığımız zaman yıllık 21 litre yağ tüketimi olduğunu görüyoruz. Bu yağları özellikle fast food zincirlerinde tüketiyoruz.
Tarım ve Köyişleri Bakanlığının çıkardığı tebliğe göre bu yağlarda TPM (Toplam Polar madde) oranı %25’ten az ve dumanlanma noktası 170°C büyük olmalıdır. Bu kuralların hayata geçmesinin ardından kurumsal fast food zincirlerinde büyük oranda kızartmalık yağ atığı oluştu. Bunların takibinin yapılması için belediyelerin temizlik işleri bölümünde atık yağlardan sorumlu bir ekip kuruldu. İster kurumsal firmanızdaki atık kızartmalık yağlar olsun, isterseniz evinizde kullandığınız 1-2 litrelik kızartmalık yağlar olsun, belediye ekipleri tarafından toplanmaktadır. Bu yağlar ise en yakında bulunan biyodizel üretim tesislerine gönderilmektedir. Bu atık yağlar piyasaya biyodizel, sabun ve hayvan yemi olarak geri dönmektedir. Bitkisel atık yağların işlenmesi sırasında bazı yan ürünler oluşur. Soap stock ise bunların en önemlisidir. Bu ürünler çeşitli sektörlerde kullanılabilir. Bitkisel kaynaklı yağların üretimi sırasında serbest yağ asitleri nötralize edildikten sonra yıkama işlemine alınır, bu işlemin sonunda ortaya; sabun, su, yağ ve reçine asidi içeren bir madde oluşur. Bu maddeye de soap stock denir. Kısaca özetlemek gerekirse:
Yağ asidi + Sudkostik = Sabun + Su şeklinde açıklayabiliriz.
Biyodizelin Araç Üzerindeki Etkisi
Her üründe olduğu gibi biyodizelde de bazı standartlar mevcuttur. Türkiye’de bulunan biyodizel standartları: TSE EN 14214
| Kriterler | TSE EN 14214 |
| Yoğunluk 15 °C g /m³ | 0.86–0.9 |
| Viskozite 40 °C mm² / s | 3.5-5 |
| Parlama Noktası °C | > 101 |
| Kükürt % m/m | < 0.01 |
| Sülfatlanmış Kül % m/m | 0.02 |
| Su mg/kg | < 500 |
| Karbon Kalıntısı % m/m | < 0.03 |
| Toplam Kirlilik mg/kg | < 24 |
| Setan Sayısı | > 51 |
| Metanol % kütle | < 0.2 |
| Ester İçeriği % kütle | > 96.5 |
| Monogliseritler % kütle | < 0.8 |
| Digliseritler % kütle | < 0.2 |
| Trigliseritler % kütle | < 0.4 |
| Serbest Gliserol % kütle | < 0.02 |
| Toplam Gliserol % kütle | < 0.25 |
| Fosfor mg/kg | < 10 |
| Alkali Metaller (Na,K) mg/kg | < 5 |
Dizel motorların çalışma prensibi benzinli olanlarla farklılıklar içeririr. Mesela benzinin molekül yapısı dizele göre çok daha küçüktür, bu yüzden en ufak bir kıvılcım ile yanma odasında alev alır. Ama dizelin molekül yapısı benzine göre çok daha uzundur, bu yüzden dizelin yanmak için yüksek basınç ve yüksek sıcaklığa ihtiyacı vardır. Biyodizel, petrol türevi olan dizele göre çok daha uzun bir yapıdadır bu yüzden yanması daha da zorlaşacaktır. Bunun yanı sıra biyodizelin viskozitesi (akışkanlığa gösterilen direnç) petrol türevi olan dizele göre daha çoktur. Bu sorunların çözülmesi için biyodizel kullanılan araçlarda bazı düzeltmelerin yapılması gerekir.
- Püskürtme Zamanının değiştirilmesi
- Püskürtme Basıncının değiştirilmesi
Eski model dizel araçlarda biyodizel kullanımı kesinlikle hiçbir olumsuzluk oluşturmaz. Yeni model dizel araçlarda ise 10000 bakımını 8000 km’ye kadar düşürüyor çünkü biyodizel dizele göre daha uzun bir bağ yapısına sahip ve zamanla ateşleme de ve yanma odalarında atıklar oluşabiliyor. Bunun yaıi sıra petrol türevli dizelin ısıl değeri 39000 Kj/kg iken, biyodizelin ısıl değeri 42000Kj/kg’dır. Dizelle 39 km yol giderken aynı kütlede biyodizelle 42 km yol gidebilirsiniz. %7.14’lük bir enerji farkı var. Ayrıca biyodizelin maliyeti dizelin maliyetine göre yarı yarıyadır. Biyodizelin elbette ki petrol türevi dizele göre olumsuzlukları vardır ama hem maliyetini hem de ısıl değerini göz önünde bulundurursak maddi açıdan biyodizel oldukça karlı bir tercihtir.
Biyodizelin Çevreye Etkisi
Bildiğiniz üzere dizel bir petrol türevidir ve petrol taşınımı sırasında meydana gelen kazalarda doğa ve canlılar olumsuz etkilenmektedir. 1 litre ham petrol tam olarak 1 milyon litre içme suyunu kirletmektedir. Oysa biyodizel üretiminde doğaya zarar vermekten söz edilemezken, zarar verecek olan maddelere bile engel olunup tekrar sisteme sokulur.
Biyodizel üretiminde en çok kullanılan ürün atık yağlardır. 1 litre atık yağ 1 milyon litre içme suyunu kirletmektedir. Bunun yerine filtre kağıtlarda süzüldükten sonra biyodizel üretiminde kullanılabilir. Üstelik bu üretimden artan kalan gliserini sabun üretiminde kullanabiliyoruz. Bakanlığın açıkladığı rapora göre biyodizel, petrol türevli dizele göre ozon tabakasına %50 daha az zararlı ve CO2 salınımı %50 daha az. Bunun yanı sıra kükürt salınımı yok denecek derecede azdır.
| B100(%100 Biyodizel) | B20(%20 Biyodizel) | |
| Yanmamış Hidrokarbonlar | %-93 | %-30 |
| Karbon Monoksit | %-50 | %-20 |
| Partikül Madde | %-30 | %-22 |
| NOx (Azot Oksitler) | %13 | %2 |
| nPAH (nitratlı PAH’lar) | %-80 | %-13 |
| Sülfatlar | %-100 | %-20 |
| Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar – PAH (Kanserojen Maddeler) | %-80 | %-13 |
| Hidrokarbonların Ozon Tabakasına Etkisi | %-50 | %-10 |
