زيت الطعام وقودًا للسيارات

مصطفى عثمان

الاستخدام

يتردد الآن في الكثير من وسائل الأعلام أخبار حول مؤتمرات المناخ والتدهور البيئي وارتفاع درجة حرارة الأرض والعديد من المصطلحات، التي تدل جميعها على أن المشكلة البيئية تتفاقم، وعلى الجميع شعوبًا وحكومات التدخل السريع لحلها.

ويعتبر الوقود الحفري من أكثر أنواع الوقود تلويثًا للبيئة، حيث إنه واسع الاستخدام وينتج عند احتراقه غازات أول وثاني أكسيد الكربون ( CO ,CO2 ) التي تشارك بنصيب كبير في ارتفاع درجة حرارة الأرض (Global worming). هذه الظاهرة التي من شأنها ارتفاع منسوب المياه في البحار والمحيطات؛ نظرًا لذوبان أقطاب الجليد وبالتالي غرق مساحات واسعة من القارات.

هناك بدائل كثيرة للوقود الحفري يمكنها أن توفر الطاقة اللازمة لحياة الإنسان مثل الطاقة الشمسية والخلايا الهيدروجينية، ولكن جميع هذه البدائل ما زالت تحت الاختبار أو غالية الثمن، وهو ما يعوق استخدامها في الوقت الحاضر.

ولكنْ هناك بديل يمكن استخدامه في الوقت الحاضر، حيث إنه في متناول الجميع ألا وهو الديزل الحيوي (Biodiesel).

يتم إنتاج الديزل الحيوي من زيوت الطعام العادية بعد استخدامها في أعمال الطهي المنزلية، وتصبح غير صالحة للاستخدام الآدمي؛ حيث ينفق أصحاب المطاعم الكثير من النقود للأفراد الذين يخلصونهم من هذه الزيوت، ولكن الآن يمكنك أن تحولها إلى وقود يصلح لتشغيل السيارات والمولدات والدراجات البخارية وأي ماكينة تعمل بالاحتراق الداخلي.

ويعتبر الديزل الحيوي (Biodiesel) أكثر نظافة مرتين من الديزل الحفري؛ حيث إنه يحتوي في تركيبه الكيميائي على عدد أقل من ذرات الكربون، وبالتالي فهو ينتج عوادم كربونية أقل، وهو أيضًا أعلى لزوجة من الديزل العادي، وبالتالي يحافظ على الماكينة، وكذلك الديزل الحيوي (Biodiesel) أكثر أمانًا من الديزل العادي؛ حيث إنه يحترق عند 167° مئوية، وفي المقابل يحترق الديزل العادي عند 70° مئوية.

طريقة عمل الديزل الحيوي

والفكرة الأساسية في إنتاج الديزل الحيوي (Biodiesel) من الزيت ـ يُفضَّل استخدام زيت الصويا، ولكن في حالة عدم وجوده يمكن استخدام أي نوع من الزيوت ـ تعتمد على تفاعل كيميائي، حيث يتم في هذا التفاعل تكسير جزيئات الزيت باستخدام الكحوليات في صورة ميثانول أو إيثانول مع وجود عامل حفزي من هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم للحصول على الجلسرين كخارج تفاعل وأسترات الإيثيل (الديزل الحيوي).

التنقية

ويتم عمل هذا التفاعل على عدة مراحل:

1- التنقية الأولية:

نظرًا لأن الزيت المستخدم قد سبق استعماله في الطهي، إذن فهو يحتوي على رواسب يجب التخلص منها قبل بداية التفاعل، وتتم التنقية الأولية عن طريق قطعة كبيرة من الحرير يُمرر الزيت من خلالها.

وبعد ذلك تبدأ عملية التسخين، حيث يوضع الزيت المنقى على النار في درجة حرارة بين 60 ° -70° مئوية.

2- حساب كمية العامل الحفزي:

تعتبر حساب كمية العامل الحفزي أو هيدروكسيد الصوديوم من أهم خطوات العملية، حيث إن أي زيادة أو نقصان في كميته من شأنها زيادة نسبة خارج التفاعل (الجلسرين) على حساب المنتج المطلوب (الديزل الحيوي).

ولحساب كمية العامل الحفزي نحتاج إلى:

1- الميثانول (يوجد في مركز سباقات السيارات وفي محلات بيع المواد الكيماوية)

2- كحول بروبيلي قياسي (Isopropyl Alcohol 99% IPA).

3- قطارة عليها مقياس.

4- ورق مقياس الحموضة ويطلق عليه (PH)، ويوجد في بعض الصيدليات الكبرى.

5- إناء معياري.

6- قفازات وغطاء واق للجسد.

يتم معايرة كمية العامل الحفزي أثناء تسخين الزيت على النار، حيث تتم المعايرة في تفاعل منفصل عن الزيت كالآتي:

التخزين

1- نخلط 1 جرام من هيدروكسيد الصوديوم مع 100 ملي لتر من الماء للحصول على محلول هيدروكسيد الصوديوم.

2- نخلط 1 ملي لتر من الزيت مع 10 ملي لتر من الكحول البروبيلي.

3- وباستخدام القطارة نسقط محلول هيدروكسيد الصوديوم على محلول الزيت والكحول، ونقيس حموضة محلول الزيت باستخدام ورق ( PH ) بعد إضافة كل ملي لتر من محلول هيدروكسيد الصوديوم، وسنجد أن الحموضة ترتفع. وتستمر هذه العملية إلى أن تصل الحموضة بين 9-10، عند ذلك إذن نحسب عدد الملي لترات التي أسقطناها من القطارة، ولتكن على سبيل المثال 6 ملي لتر وبتحويلها إلى جرامات تكون 0.006 جرام من هيدروكسيد الصوديوم لكل 1 ملي لتر من الزيت أو 6 جرام لكل 1000 ملي لتر من الزيت نضيف على الـ 6 جرامات 3.5 جرامات كثابت يصبح المجموع 9.5 جرامات من هيدروكسيد الصوديوم لكل لتر زيت.

4- يتم إضافة كمية هيدروكسيد الصوديوم المحسوبة كلها إلى الميثانول في تفاعل، بعيدًا عن الزيت، وتكون كمية الميثانول نصف كمية الزيت المستخدم، وينتج من هذا التفاعل أكسيد الصوديوم الميثانولي (sodium methoxide)، ولكن احذر، فهذا المركب الكيميائي شديد السمية، ويجب أن يظل بعيدًا عن التلامس المباشر بالجلد؛ لأنه من المكن أن يدمر الجهاز العصبي، ولهذا يجب أخذ كافة الاحتياطات الممكنة عند إجراء هذا التفاعل.

3- الخلط:

يتم إضافة أكسيد الصوديوم الميثانولي(sodium methoxide) إلى الزيت من خلال قمع مع التقليب واستمرار التسخين لمدة ساعة.

الترسيب

4- الترسيب:

بعد الانتهاء من التسخين يوضع المركب في خزان الترسيب؛ حيث يترك 24 ساعة يتم خلالها فصل الجلسرين عن الديزل الحيوي عن طريق فرق الكثافة، حيث إن الجلسرين أكثر كثافة من الديزل فيترسب في أسفل، ويظل الديزل في أعلى، وبعد انتهاء عملية الترسيب يتم تصفية الخزان لفصل كل من الجلسرين والديزل، ويمكن ملاحظة الفرق بسهولة عن طريق الكثافة واللزوجة، وإذا لم يكن الفرق واضحا فلا يُنصح باستخدام الديزل في هذه الحالة.

وللتأكد من أن الديزل صالح للاستخدام يمكن قياس كثافته باستخدام الهيدروميتر - وهو موجود في محلات بيع المواد الكيماوية - حيث يقرأ بين 0.85 –0.90 ولو لم تكن الكثافة في هذا المدى، إذن فالديزل غير صالح للاستخدام.

يمكن أيضًا خلط الديزل الحيوي مع الديزل الحفري بنسبة 40% حيوي إلى 60% حفري إذا كانت الماكينة تحتوي على أجزاء مطاطية كثيرة.

وبهذا نكون قد حققنا الكثير من الفوائد مثل أننا قد أعدنا استخدام الزيوت، ووفرنا ثمن الوقود، وحافظنا على الماكينة، وقللنا من انبعاث العوادم المدمرة للبيئة.

اقرأ أيضا حول بدائل الوقود الحفري:

• وقود الهيدروجين ..البيضة أم الدجاجة

• جهاز لتحلية المياه يعمل بالطاقة المتجددة

• وقود المستقبل في خلايا

• مكيفات تعمل بثاني أكسيد الكربون

• خلايا الشمس تكافح التلوث

• مياه البحار كمصدر جديد للطاقة