Reator de Journey to Forever para lotes de 60 litros

ƒ um reator barato, simples, seguro, e muito efetivo que podes construir facilmente. Serve para produzir biodiesel de boa qualidade. Est‡ formado por quatro dep—sitos de 90 litros procedentes de esquentadores de ‡gua. Serve qualquer dep—sito parecido com tapa hermŽtica e desmont‡vel.

Come�ando pela direita: primeiro tanque de lavado, reator, tanque de armazenamento, segundo tanque de lavado. O tanque de armazenamento e o segundo tanque de lavado s‹o opcionais, servem para dobrar a capacidade de produ�‹o. Embaixo ˆ direita: o met—xido Ž transvasado do recipiente de pl‡stico ao reator com ar comprimido de una pequena bomba de aqu‡rio, sem derrames nem desprendimento de gases. Consulta: Met—xido, o mŽtodo simples, e Agregado do met—xido. A tampa do reator Ž hermŽtica e est‡ sujeita por oito fechaduras de alavanca.

A bomba azul Ž uma bomba de ‡gua de 1" com uma vaz‹o de 2.000 litros/hora aproximadamente. Na sa’da da bomba tem uma redu�‹o de 1" para 3/4" que encaixa nos registros, isto reduz a vaz‹o, mas continua sendo suficiente para lotes de 60 litros, e atŽ 100 litros. Para lotes maiores de 100 litros os tubos e registros devem ser de 1". Se o reator Ž muito maior de 100 litros precisa trocar a bomba por outra maior. N‹o havendo boa vaz‹o o processo Ž demorado para se completar, se for que se completa, e logo tem problemas no lavado porque o combust’vel Ž de mala qualidade. bomba mistura todo durante a rea�‹o, e no final bombeia o biodiesel ao dep—sito de armazenamento. Podes faz�-lo todo com pe�as comuns de funilaria e tubo flex’veis de PVC refor�ado (tran�ado). Nos usamos pe�as de pl‡stico nas bocas de entrada do reator e dos outros dep—sitos, de forma que o tubo possa se encaixar e desencaixar facilmente. Outras pe�as s‹o de tubo de a�o de 3/4" com o extremo roscado e abrazadeiras de a�o para segurar no outro extremo a mangueira de PVC. O maior gasto foi a bomba. Quase todas as demais pe�as procedem dum ferro velho, inclu’dos os doze registros. O term™metro estava jogado na lama, mas ainda funciona

	Na fotografia da direita, o que aparece pelo lado direito do reator Ž o aquecedor elŽtrico de 1,5 kw que mantŽm a temperatura durante o processo. Pre-aquecemos o —leo antes de introduzi-lo no reator, assim gastamos menos eletricidade.
				Todos os dispositivos elŽtricos est‹o conectados numa extens‹o com quatro tomadas fixadas na base do reator: duas bombas de ar para aqu‡rio (que n‹o se vem na foto), a bomba principal e o aquecedor elŽtrico.

Dentro do reator No sentido das manilhas do rel—gio, come�ando de cima ˆ direita: aquecedor de imers‹o de 1,5 kw, sa’da para a bomba, indicador de temperatura. Todo selado com silicone. O fundo do reator tem uma boa forma, redondo com uma depress‹o no centro para que o dreno fique no ponto mais baixo (olha a fotografia). Mas o extremo do tubo de dreno sobressai do fundo anulando o efeito. O preenchemos com resina de poliŽster atŽ que ficou nivelado.

Os quatro dep—sitos de 90 litros s‹o dep—sitos de querosene procedentes das instala�›es de aquecimento de ‡gua, muito populares no Jap‹o (especialmente na zonas rurais). ƒ f‡cil encontr‡-los. Serve qualquer dep—sito parecido. As grandes latas de —leo de 200 litros (55 gal›es), mais comuns, s‹o grandes e pesadas demais para nos. Gra�as ao tanque de armazenagem conseguimos quase a mesma capacidade de produ�‹o, e ademais podemos carregar facilmente o reator e um dos dep—sitos de lavado no nosso furg‹o Toyota Town-Ace, e assim leva-los a qualquer lugar para demonstra�‹o do simples que Ž a produ�‹o de biodiesel.

Por outro lado este sistema b‡sico pode funcionar igualmente bem com lat—es de 200 litros (tem cuidado com a capacidade da bomba), dos que podem se abrir pela parte de cima para ver no interior. Ou tirar o fundo numa lat‹o fechado, se usa com o fundo aberto para cima, e aproveita a boca pequena como dreno e a grande para montar um elemento aquecedor, e busca uma tampa com abrazadeiras que encaixe na abertura. Ou, como fez um membro da Lista de Correio dos Biocombust’veis, fabrica uma tampa de madeira com uma l‰mina de pl‡stico colada na cara interior, encaixa os tubos na entrada, cobre a borda com silicone, e segura a tampa com fechos de alavanca. Podem se fazer outros furos na tampa para mais tubos.

Tuvimos que cortar las boquillas de nuestros depósitos de 90 litros, pero si lo haces con cuidado puedes conseguir que tanto la boquilla como el depósito conserven un borde que permita hacer uniones herméticas. Sella las juntas con silicona. Sujeta la tapa del reactor con ocho cierres de palanca.

As estruturas de suporte foram constru’das soldando tubos dum ferro velho.

Os quatro tanques tinham drenos padr‹o, alguns de 1/2" e outros de 3/4". O que escolhemos como reator tem o fundo redondeado, os outros tr�s eram planos. Para deformar um pouco o fundo e que deixe de ser plano, podes colocar o lat‹o sobre duas ripas de madeira de 5x5cm com o dreno no meio. A borda do lat‹o e sobressalente por baixo, ent‹o o que apoia sobre as ripas Ž a borda, n‹o o fundo. Coloca outra ripa de 5x5cm dentro do tanque com seu extremo sobre o dreno e bate com uma marreta.

Ter’amos constru’do o reator com este tanque se o tivŽssemos encontrado antes: 100 litros, mais alto e estreito que os outros (melhor quanto mais alto e estreito). Aliais o reator que temos agora Ž bom, n‹o necessitamos troc‡-lo.

Assim conseguir‡s um fundo ligeiramente curvo com o dreno na parte mais baixa, pode ser 1 cm mais baixa, que Ž suficiente para um bom dreno. Em todos nossos dep—sitos (menos no reator) os drenos s‹o colocados num lado. Eles s‹o inclinados para o lado do dreno para que se esvaziem com maior facilidade.

O dreno do reator tem uma pe�a em forma de T e dois registros, um para deixar sair os subprodutos e outro para bombear o biodiesel.

Tubo de extens‹o no dep—sito de armazenamento. Primeira fotografia: pode se ver o dreno como o tubo de extens‹o ˆ direita, e o dreno normal ˆ esquerda. Segunda fotografia: as duas sa’das. O dreno com extens‹o (direita) tem dois registros. A de baixo Ž para drenar qualquer res’duo que possa haver antes de bombear o biodiesel ao dep—sito de lavado pelo outro registro. Ë esquerda est‡ a sa’da de subprodutos (o dreno sem extens‹o).

Quando deixamos sedimentar a mescla dentro do reator em vez de ser no dep—sito de armazenamento, encaixamos um tubo de PVC no dreno (fotografia da direita). O n’vel (altura) do tubo est‡ calculada para que seu extremo fique por cima do n’vel da capa de subprodutos durante a sedimenta�‹o. Este tubo de permite bombear o biodiesel ao dep—sito de lavado sem que se misture com a capa inferior. Depois quitamos a extens‹o para drenar os subprodutos.

O tanque de armazenamento tem dois drenos, um com a extens‹o fixa, como a descrita no par‡grafo anterior, para bombear o biodiesel aos tanques de lavado, e outro para drenar os subprodutos. Uma parte ’nfima do biodiesel fica com os subprodutos. Deixar repousar, recolher o biodiesel de cima e junta-lo com o seguinte lote no dep—sito de lavado.

Os tanque s— tinham dreno no fundo e duas aberturas na tampa. Tivemos que fazer v‡rios furos, para o indicador de temperatura, o aquecedor elŽtrico, e os tubos. Colocamos rebites onde era poss’vel, para segurar o registro de entrada de met—xido e as fechaduras de alavanca, vedando com silicone por dentro e por fora. No resto dos casos tivemos que soldar.

Se n‹o tens ferramentas para fazer furos do tamanho apropriado, coloca a pe�a sobre uma superf’cie para marcar um c’rculo, e faz com cuidado furos de 2 mm pela borda interior do c’rculo, muito perto uns dos outros. Termina de cortar o que sobra entre eles, tira o c’rculo de metal que sobrou, e lima a borda atŽ que encaixe a pe�a. Logo solda. S— para seguran�a, nos cobrimos as soldaduras com una boa capa de massa ep—xi, resistente aos produtos qu’micos, e acima colocamos uma camada de silicone.

				A tampa do reator
				Direita: registro de entrada de met—xido. A entrada, com 4 mm de di‰metro interior, encaixa perfeitamente no tubo procedente do recipiente de met—xido. Entra bem devagar: demora entre 4 y 6 minutos em cada etapa com o método ácido-base (4,8 litros m‡s 7,2 litros), ou aproximadamente dez minutos com o mŽtodo de uma etapa (12 litros).
		Acima: entrada ao reator desde a bomba. Quando a mescla volta ao reator n‹o forma um jato caindo violentamente, o que acusaria uma agita�‹o incensaria. Toda a agita�‹o deve acontecer dentro da bomba, n‹o no reator. Pusemos um regador de quatro polegadas tomado de una regadera china na cara inferior da tampa. Tem 150 furos de 2 mm, de onde sai uma chuva que cobre toda a superf’cie. Funciona muito bem.
			Esquerda: A tampa tem uma abertura onde antes havia um medidor de n’vel. Nos a substitu’mos por uma boca roscada onde encaixam tr�s tampas diferentes: a primeira Ž uma tampa comum; a segunda, na fotografia, est‡ atravessada e refor�ada com massa ep—xi e silicone por um tubo de ventila�‹o que conduz ao exterior do prŽdio. O terceiro tem um funil para introduzir o ‡cido no mŽtodo ‡cido-base.
							Cara superior da tampa: acima ˆ esquerda se v� a entrada ao reator desde a bomba, ˆ direita o registro do met—xido, tampa do dep—sito no meio, e debaixo ˆ direita um dos fechos de alavanca.

Anel de veda�‹o de silicone entre o interior da tampa e a borda do reator. Aplicar uma quantidade generosa de silicone e deixar que seque entre 6 e 8 horas (dependendo da meteorologia) atŽ que deixe de estar pegajosa ao tacto, mas que ainda esteja mole. Encaixar a tampa cuidadosamente, p™r encima algo pesado que segure garantindo que o peso est‡ repartido igualmente ao longo da borda. A silicone toma a forma da borda sem colar na tampa.

Parece-nos importante a altura do tubo de suc�‹o da bomba respeito ao fundo do reator. No nosso reator essa sa’da est‡ por cima do n’vel que alcan�a a camada de subprodutos. O n’vel varia dependendo do processo e das caracter’sticas do —leo. N‹o tem muita agita�‹o no reator, quase todo Ž circula�‹o. A agita�‹o se produz dentro da bomba, que suga o —leo da sa’da inferior do reator, mas sem viol�ncia. Como resultado muita glicerina se deposita no fundo durante o processo, o que Ž bom; pensamos que quase a metade, antes de que o processo termine. TambŽm va ao fundo parte do excesso de metanol, que Ž dissolvido na glicerina.

O método ácido-base de Aleks Kac tem um passo opcional que consiste em drenar parte da glicerina durante a etapa alcalina. "o processo funciona bem sem este passo," diz Aleks. "ƒ s— um truque para melhorar o rendimento se o reator tem um dreno no fundo". Escreveu o seguinte sobre este tema:

A amostra da esquerda foi colhida da parte alta do reator uns minutos antes de desligar a bomba ao final do processo. Imediatamente depois da rea�‹o o lote completo Ž bombeado ao dep—sito de armazenamento, saindo do reator pelo dreno do fundo. O primeiro que sai s‹o os subprodutos que sedimentaram durante a rea�‹o. Quando se bombeia ao dep—sito de armazenamento, todo volta a se misturar (logo se deixa repousar). A amostra da direita Ž do mesmo lote, recolhida da parte alta do tanque de armazenamento imediatamente depois da transfer�ncia. Tem o dobro de glicerina que a primeira amostra.

"O processo ‡cido-base se desenvolve com a m’nima quantidade necess‡ria de ‡lcool. Assim sendo, parece que tirar uma pequena parte do ‡lcool com os subprodutos prejudica a rea�‹o; mas a grande quantidade de glicerina que se extrai, na primeira etapa, desloca o equil’brio da rea�‹o para o lado dos produtos."

Nos o temos comprovado. A quantidade de glicerina que se deposita no fundo es mais que suficiente para compensar a perda de metanol, com resultados muito satisfat—rios.

Isto seria uma importante considera�‹o ao decidir a altura do tubo, que suga desde a bomba, respeito ao fundo do reator.

Como j‡ dizemos antes, a metade dos subprodutos sedimenta durante o processo. De fato sedimenta muita mais quantidade, mas uma parte Ž reciclada continuamente (junto com seu conteœdo de metanol). Nos quisemos ter em conta todo isto antes de construir o reator. Supondo uma produ�‹o pr—xima a 100% (que Ž a que conseguimos com o mŽtodo ‡cido-base), e 20% de metanol respeito ˆ quantidade de —leo, a quantidade de subproduto ser‡ quase de 20%. Por tanto se a profundidade do —leo no reator Ž, digamos, 100 unidades, a profundidade total dos subprodutos que se depositar‹o no fundo ser‡ de 20 unidades, mais ou menos. Decidimos, ent‹o, fixar o extremo do tubo de suc�‹o da bomba a 30 unidades do fundo. Est‡ calculado no olho; n‹o sab’amos a for�a de suc�‹o da bomba nem muitas outras coisas, mas por sorte parece que as dimens›es s‹o corretas. Funciona bem.

A resist�ncia elŽtrica est‡ ˆ mesma altura.

ƒ poss’vel que estas medidas n‹o sirvam em todos os casos. Servem para nossa bomba, com a forma e tamanho de nosso reator. ƒ um tanque de 90 litros, tem 44,5 cm (17,5") de di‰metro e 58,4 cm (23") de comprimento. Processa lotes de 60 litros.

	El dep—sito m‡s peque–o de la derecha, de acero inoxidable, es para calentar y dejar en reposo SVO (tambiŽn usamos SVO).		O dep—sito de pre-aquecimento
			ƒ outro dep—sito de querosene de 90 litros (esquerda), com a tampa desmont‡vel (direita). O indicador de temperatura procede de uma m‡quina de secado de arroz avariada e simplesmente encaixa numa abertura da tampa, sem nenhuma modifica�‹o. Tem un dreno com registro no fundo. Direita: cortamos o fundo e o cabo de uma frigideira, demo-la volta e a aparafusamos ao fundo do dep—sito para evitar que a chama do fogareiro escape pelos lados.
			Temos dois fogareiros para esquentar o —leo. O da esquerda Ž um fogareiro a press‹o de querosene, fabricada na êndia, comum em pa’ses subdesenvolvidos. Esta foi enviada para nos muito amavelmente pelo nosso amigo Ramjee Swaminathan, de Bangalore. Funciona bem com biodiesel puro (direita). ƒ eficiente e econ™mico; queima 60-70 ml por hora, sem fuma�a nem odores. Demora pouco mais duma hora em esquentar 60 litros de —leo.
	A direita est‡ nosso aquecedor "Turk", capaz de queimar os subprodutos (glicerina) do processo da fabrica�‹o do biodiesel. Consegue alta temperatura, mas tem inconvenientes. Consulta Turk burner. Est‡ feito com um extintor de 10 cm de di‰metro cortado pela metade, uma jarra de a�o inox (o pavio), e uma lata de curry. O dep—sito de combust’vel procede dum aquecedor de querosene, a "jaula de arame " Ž dum aquecedor de ‡gua. Tarda menos de una hora em aquecer 60 litros de —leo queimando 700 ml de subprodutos. A sa’da do dep—sito de combust’vel tem um registro que mantŽm o n’vel constante do combust’vel numa cavidade que tem embaixo; conectado com um cano de cobre de 1/4", o mesmo n’vel se mantŽm no queimador.

Manejo do reator

1. Comprovar o conteœdo de ‡gua do —leo (s— para o —leo usado) e secar se necess‡rio. Medir o pH do —leo (consulta tambén titula�‹o melhorada).

2. Prepara met—xido. Nos compramos o metanol em recipientes de 18 litros e o transferimos ao recipiente onde mesclamos o met—xido com uma bomba de ar de aqu‡rio. Uma vez transferido, agregar a base e continuar segundo o mŽtodo simples para preparar met—xido. Nos usamos KOH (hidr—xido de pot‡ssio), que se dissolve perfeitamente em media hora. O NaOH (hidr—xido de s—dio) tarda m‡s em dissolver.

3. Colocar 60 litros de —leo usado no dep—sito de pre-aquecimento. Nos o fazemos manualmente com um tacho de a�o de 20 litros (do mesmo tipo com que fizemos nosso reator de 20 litros). Tem uma marca aproximadamente a 10 cm da borda superior, marcando o n’vel de 15 litros, de forma que tem que encher quatro vezes para juntar 60 litros. Passamos o —leo ao tacho numa peneira de 0,5 mm, e logo do tacho ao dep—sito de pre-aquecimento.

4. Esquenta o —leo atŽ a temperatura de processo.

5. Comprovar que todas os registros est‹o na posi�‹o correta (todos fechados menos o de sa’da da bomba) e que o tubo de sa’da da bomba est‡ conectado ao reator formando um circuito fechado, e n‹o ao tanque de armazenamento.

6. Traspassar o —leo quente ao reator. Pode se fazer bombeando, mas nossa bomba n‹o bombeia bem o —leo, por isso o traspassamos manualmente com o cubo de a�o. ƒ uma maneira r‡pida e simples.

7. Comprovar que temperatura marca o indicador. Coloca a tampa no seu sitio segurando bem com os fechos de alavanca.

Transfer�ncia do met—xido Ë esquerda se v� a mangueira por onde passa o met—xido: sobe desde o fundo do recipiente sai pela tampa e se curva ˆ esquerda. Inclinar o recipiente apoiado sobre um bloque de madeira, como na segunda fotografia de esta p‡gina, para que o ponto mais baixo seja aquele onde est‡ o extremo da mangueira. Ë direita est‡ a mangueira que provem da bomba de ar. Esta mangueira encaixa num segmento de tubo de cobre que atravessa a tampa e se adentra no recipiente meio cent’metro. A bomba introduz ar pela mangueira da direita, for�ando ao met—xido a sair pela da esquerda, o extremo desta œltima chega atŽ o fundo do recipiente. O outro extremo leva o met—xido atŽ o registro de entrada do reator.

8. Conectar o recipiente do met—xido para transferencia com a tampa com mangueira flex’vel para a bomba de ar, e posicionar sobre o reator. Conectar a mangueira de sa’da ao registro de entrada do met—xido ao reator; abrir o registro. Conectar a bomba de ar ˆ mangueira de ar. Encaixar a mangueira de ventila�‹o que leva ao exterior ˆ segunda abertura da tampa do reator.

9. Ligar a bomba para que comece a mescla.

10. Ligar a bomba de ar.

11. Vigiar o indicador de temperatura na transfer�ncia do met—xido. Se a temperatura descer por baixo da temperatura de processo ligar o aquecedor elŽtrico. Poderia se incluir um termostato, mas n‹o Ž indispens‡vel, o controle manual Ž simples. Tenha cuidado de n‹o deixar o aquecedor ligado sem vigil‰ncia.

12. Quando todo o met—xido esteja no reator desligar a bomba de ar. Substituir a mangueira de ventila�‹o por uma tampa. Deixar aberto o registro de entrada de met—xido: a maior parte do metanol evaporado se condensa no reator e volta a cair na mescla. O resto pode ascender atŽ o recipiente do met—xido, onde se condensa e pode ser reutilizado.

13. Podes comprovar o progresso da rea�‹o na mangueira de PVC transparente. Aproxima uma lanterna a mangueira para ver melhor.

14. Continuar o processo segundo o mŽtodo que tenhas escolhido.

15. Quando acabe a rea�‹o desligar a bomba. Trocar os registros da sa’da da posi�‹o de mescla ˆ posi�‹o de transferencia. Fechar o registro que esta entre a sa’da do reator e a bomba. Abrir o registro de drenagem (o que est‡ na T) e o registro correspondente ˆ entrada da bomba. Conferir que a mangueira de transfer�ncia est‡ bem firme na entrada da tampa do dep—sito de armazenamento. Comprovar que os registros de dreno do dep—sito de armazenamento est‹o fechados. Bombeia a mescla de biodiesel e subprodutos ao tanque de armazenamento.

16. Deixa que repouse entre 12 y 24 horas.

17. Conectar a mangueira de sa’da da bomba a um dos tanques de lavado para bombear o biodiesel do tanque de armazenamento ao de lavado. Primeiro drena um par de centenas de mililitros pelo registro inferior da sa’da de biodiesel do tanque de armazenamento. Abre o registro da transferencia, bombeia ao dep—sito de lavado, e volve a fecha-lo. Abre o registro do dreno de glicerina para que caia num balde. Deixa que a glicerina repouse, e aspira com um sif‹o os poucos litros de biodiesel que tenha acima para lavar no seguinte lote.

18. Lavar o biodiesel do modo habitual e secar. J‡ est‡ pronto.

Estas instru�›es podem se adaptar facilmente ao método ácido-base. A abertura extra da tampa Ž para introduzir o ‡cido.

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