Riassunto analitico
Questo lavoro di tesi è incentrato sui sistemi di filtraggio del Biodiesel FAME, con particolare attenzione allo sviluppo di sistemi di filtrazione per la rimozione di acqua e del contenuto di metalli alcalini e alcalino-terrosi quali Na+, K+, Mg2+ e Ca2+.
L’elaborato, è frutto di un progetto di tirocinio che vede il biodiesel come uno dei protagonisti nella transizione ecologica, prevedendo un aumento della percentuale di biodiesel nei carburanti nei prossimi anni. Sebbene sia l’acqua che i metalli presenti nel FAME siano al di sotto delle norme ISO previste, utilizzando biodiesel a concentrazioni sempre maggiori per la riduzione delle emissioni ambientali diventa necessario avere un sistema di filtrazione dei contaminanti, poiché a lungo andare possono provocare problemi di corrosione all’interno dei motori dei veicoli.
La maggior parte del biodiesel presente sul mercato è realizzata mediante il processo di transesterificazione, che utilizza NaOH/KOH come catalizzatore e successivamente acqua corrente per la rimozione dei residui di materie prime o reagenti. Si prevede quindi che Na+ e K+ provengano da residui della catalisi, mentre Mg2+ e Ca2+ dai residui di acque di lavaggio. Sin dall’inizio si è pensato di trovare un metodo prioritario per la rimozione dell'acqua nel FAME, poiché tutti i metalli si dovrebbero distribuire nella fase acquosa del carburante.
Per la rimozione dell'acqua sono stati effettuati test con filtri specifici, ma i risultati ottenuti sono stati poco soddisfacenti. Per la rimozione dei metalli, invece, si è pensato a un processo di scambio ionico, utilizzando scambiatori inorganici (zeoliti) e organici (resine a scambio ionico). In particolare, sono stati effettuati test di filtrazione con entrambi gli scambiatori e con diverse tipologie di biodiesel, con l’obiettivo di abbassare il contenuto dei metalli presenti. Al termine dei test, i campioni di biodiesel trattati sono stati caratterizzati con ICP-OES e gli scambiatori sono stati analizzati tramite ESEM. I risultati ottenuti sono stati soddisfacenti, con una rimozione di Na+ superiore al 90% e di Ca2+ superiore al 50%. Dopo aver ottenuto questi risultati, è stato costruito un prototipo di filtro realizzato in acciaio inox e contenente zeolite e resina a scambio ionico, successivamente analizzati all'ESEM.
In conclusione, dai risultati ottenuti in questo lavoro si è trovato un metodo efficace ed economico nella purificazione del biodiesel, che potrebbe essere applicato in sistemi industriali di produzione del biodiesel stesso, con lo scopo di ottenere un prodotto con minori problemi di corrosione nei veicoli.
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