Discussione: Bioetanolo fai da te: Dosi esatte, modifiche auto, studio completo scientifico, considerazioni

Il recipiente usato è una bottiglia di plastica Levissima da 1,5 litri. Ho misurato 1 litro esatto di acqua distillata, ed immesso 200 grammi di zucchero da cucina (quello bianco, che mettiamo nel caffè), ho mescolato bene, la sostanza ha riposato per 1 ora, e nessun cristallo si è depositato sul fondo. Non ho aggiunto altro zucchero perché questo è solo un test (il peso dell'acqua è 1.015 g).

Poi ho immesso mezzo cubetto di lievito di birra fresco, appena acquistato al banco frigo del supermarket (abbiamo detto 1 cubetto per 2 litri, quindi poco più di mezzo cubetto per 1 litro).

Ho agitato la bottiglia vigorosamente fino a scioglierlo e rendere tutto omogeneo. Ho tappato tutto con della pellicola trasparente da cucina (tesa e fissata al collo della bottiglia con dello scotch) e praticato un foro con uno spillo. Poiché la mistura è poco più di un litro, e la bottiglia è di 1.5 litri, ne consegue che circa 3/4 sono pieni e 1/4 è vuoto. L'aria nella restante parte della bottiglia servirà per la riproduzione dei lieviti.

Dopo 10-15 minuti non succedeva nulla, neanche una misera bollicina, così ho pensato: forse è la temperatura, su Wikipedia c'è scritto che il lievito di birra lavora tra i 12 e i 24 gradi.

Ho acceso i termosifoni ed ho messo la bottiglia vicino (ma non a contatto) al radiatore, ed è da circa 1 ora che vado a poggiare il dito per vedere la temperatura, che sarà sui 15-18 gradi. Lo zucchero usato è Eridania, l'acqua è stata distillata in laboratorio medico, il lievito è di tipo Carrefour, preso dal banco frigo (puzzava, quindi è organico, no sodio o polveri secche come il pane degli angeli).

Dopo 2 ore ho iniziato a vedere tante bollicine belle grandi salire dal fondo e arrivare in superficie (scoppiettavano, se si avvicina l'orecchio si sente il crepitio).

ecco le foto:

IMG_3195.JPG

Bottiglia vicino al radiatore bianco


IMG_3196.JPG

Particolare del fondo della bottiglia, nessun residuo dopo 1 ora


IMG_3201.JPG

Particolare del foro, le opacità sulla parte superiore della bottiglia sono goccioline di vapore acqueo dovuto forse al calore del termosifone, nessuna traccia di CO2 (che di certo non condensa).


IMG_3203.JPG

Superficie del liquido, lucida, senza traccia di alcuna bolla.


IMG_3209.JPG

Bolle in formazione sulla superficie, la fermentazione è iniziata.


Dopo 5 giorni e mezzo la fermentazione è terminata

Per filtrare il tutto occorre questo sistema di filtri:

filtro a 5 micron
filtro a 1 micron
membrana a osmosi

NON USATE FILTRI A CARBONI ATTIVI (come quelli delle caraffe per purificare l’acqua).

Trovate tutto su ebay, i filtri a 1 e 5 micron costano 5 euro ciascuno, la membrana a osmosi costa 30-40 euro (filtrate fino a 7500 litri d’acqua circa).

Cosa si può fare per accelerare la reazione? Le variabili sono: tipo di lievito, degassamento CO2, temperatura, pressione.



E' possibile usare questo processo per alimentare l'automobile? Risposta: dipende, e di seguito vi spiego il perché.
-----------------------------------------------------------

L'etanolo ha una resa energetica più bassa della benzina, infatti per avere la stessa energia di un litro di benzina dovete avere 1,55 litri di etanolo, lasciando intatto il rapporto di compressione, agendo quindi solo sul rapporto stechiometrico (solo carburatore oppure solo iniettore oppure ancora solo centralina) e montando candele un po’ più “calde” (l’etanolo ha un flash point di 12°, cioè sotto i 12 gradi è difficile infiammarlo, inoltre è meno volatile della benzina). Bisogna aumentare l’erogazione di carburante del 55%.

Benzina:
Energia specifica in MJ/Kg_comb: 42,0
Rapporto Stechiometrico Kg_aria/Kg_comb: 14,6

Bioetanolo:
Energia specifica in MJ/Kg_comb: 27,1
Rapporto Stechiometrico Kg_aria/Kg_comb: 14,32


Quindi la vostra auto ad etanolo consumerà il 55% in più di carburante. Anche se l'etanolo è leggermente più denso della benzina, a conti fatti, immettendo 50 litri di etanolo nel vostro serbatoio è come se caricaste 35 litri di benzina, perciò riducete l'autonomia della vostra automobile.

Per produrre 1 litro di etanolo occorrono con esattezza chimica:

1465 grammi di zucchero
77 ml d'acqua

La solubilità dello zucchero (saccarosio) è di 211.5 g in 100 ml d'acqua, e poiché 1465 grammi di zucchero non si sciolgono in 77 ml d'acqua, e i lieviti hanno bisogno di nuotare allegramente, bisogna utilizzare a conti fatti 693 ml d'acqua [(1465g/211.5g) x 100 ml].

Il lievito di birra però muore se la percentuale di etanolo o di zucchero sciolto in acqua supera il 10%, dunque ne consegue che per ottenere un litro di etanolo bisogna utilizzare 9 litri d'acqua (distillata).

Lasciando il tutto fermentare per 5 giorni e mezzo e pagando lo zucchero a 89 cent al chilo (Conad), 1 litro di etanolo ci costerà:

1465 grammi di zucchero -> 1,32 euro

senza considerare i filtri, il lievito e un eventuale 3% di trementina da aggiungere alla fine del processo.

1 litro di alcool etilico 90° denaturato costa 1,29 euro (all'MD).

Poiché i lieviti devono anche nutrirsi, non basta un cubetto di lievito per 9 litri d'acqua, ne servirà molto di più, e anche i costi "lievitano".

Inoltre, poiché per ogni litro di benzina serviranno 1,55 litri di etanolo (per avere la stessa resa energetica), 1,55 litri di etanolo ci costano

1,32 euro x 1,55 = 2,05 euro

1 litro di benzina, attualmente costa 1,72 euro (4 Gennaio 2012) e sono previsti aumenti statali a breve.

Dove si può agire per ridurre la quantità d'acqua?
Esiste una tipologia di lievito chiamata Zygosaccharomyces Bailii che riesce a sopravvivere ad una gradazione alcolica del 60%, e tale proprietà vi toglierebbe l'impiccio di utilizzare taniche giganti e ingenti quantità d'acqua. Attualmente non sono riuscito a trovare questo batterio.

Dove si può agire per ridurre i costi?
Conviene produrre etanolo con questo sistema solo se riuscite ad acquistare lo zucchero ad un prezzo attorno ai 0.67 euro al Kg o meno, anche perché ve ne serve parecchio, pensate che per 50 litri di etanolo ne consumerete 73,25 Kg.

Inoltre più acqua utilizzate (dipende da che gradazione alcolica sopporta il lievito) e più il costo dei filtri incide sul processo (perché dovrete filtrare tanta acqua).

Attualmente le grosse multinazionali come la BP (British Petroleum - quella della catastrofe ambientale del foro sottomarino che non riuscivano a tappare), sta riconvertendo le sue raffinerie per produrre biobutanolo, che è molto più simile alla benzina (34 MJ/Kg contro i 42 MJ/Kg della benzina contro i 27.1 MJ/Kg dell'etanolo). Utilizzeranno il batterio del comune lievito di birra, ma modificato geneticamente per ricavare biobutanolo (anziché etanolo) e trasformare non solo zucchero o canna da zucchero, ma anche la canna normale, frutta, alghe, grano e altro.


Artemis (wave.sonic@yahoo.it)

Ciao Artemis,
innanzitutto grazie per aver condiviso sul forum le tue conoscenze ed esperienze.

Ricapitolando per un litro di etanolo ci vogliono...
- 1465 g di zucchero
- 9000 ml di acqua distillata
- ?? g di lievito (mezzo cubetto per litro di acqua distillata, quindi per nove litri => 4,5 cubetti)

Tutto corretto?
Da quanti grammi è il tuo "cubetto"?
Tipo questo?

lievito_di_birra380m.jpg

Dopo che ho fatto avvenire la reazione ed ho, immagino, un beverone in cui c'è etanolo, residiui di saccarosio e di lievito... Devo filtrare tutto con i filtri di cui hai parlato tu.
Ciò che ottengo è etanolo puro? Posso usarlo tal quale?

Parli di un 3% di trementina... 3% su cosa? Sullo zucchero? Sull'acqua? Sulla miscela prima della reazione? Sul prodotto della reazione finale?

Grazie!

Saluti,
peppomcr

Ciao peppomcr,

si il lievito utilizzato è quello che hai postato. In teoria basterebbe una punta di spillo di lievito ed esso si riprodurrebbe fino a saturare i 9 litri. Nella pratica non è così, perché:

1) Il lievito per riprodursi ha bisogno di ossigeno. Quando l'ossigeno termina la riproduzione cessa;
2) Il lievito deve respirare, e lo fa prendendo acqua e zucchero e rilasciando etanolo e CO2;
3) Il lievito deve "mangiare" per riprodursi, dunque se in 9 litri ci sono solo acqua e zucchero (cioè la sua aria) e non c'è cibo (minerali disciolti), esso muore;
4) Se la quantità di lievito è molto piccola e nella bottiglia o nello zucchero/acqua c'è qualche altro batterio (un cosiddetto competitor) verrà schiacciato dalla riproduzione dell'altro batterio;
5) Se c'è troppo zucchero i lieviti muoiono (è come se un essere umano respirasse a vita con il 100% di ossigeno, senza azoto);
6) Se c'è troppo etanolo idem (è come se un essere umano respirasse in una camera piena del gas che ha esalato);
7) La riproduzione si arresta se il lievito si è riprodotto "troppo" (si esauriscono le scorte di cibo e la popolazione inizia a morire);
8) La temperatura gioca un ruolo fondamentale, consiglio 18-20°.

ecco perché si metono "ad occhio" 15 gr. di lievito (cioè mezzo cubetto da 30 gr) per ogni litro d'acqua. Quel cubetto contiene tanti batteri ma anche tante sostanze nutritive per farli vivere fino alla scadenza. Ho notato che ogni tanto conviene smuovere lentamentamente la bottiglia (vedrai che dal basso, appena muovi poco poco, partono filini di bollicine). Sconsiglio di agitare vigorosamente e di mescolare (se introduci oggetti potresti introdurre anche altri batteri).

Dopo che la fermentazione è terminata (dopo almeno 6 giorni, e sentirai un odore di spumante), fai passare il fluido attraverso questi filtri:

filtro a 5 micron
filtro a 1 micron
membrana osmotica (così estrai l'acqua)

e resta etanolo puro al 94-96%, che puoi additivare anche alla benzina, o usare da solo. Non usare assolutamente filtri a carbone attivo (come quelli delle caraffe che purificano l'acqua).

Il 3% di trementina serve a rendere più energetico l'etanolo (se vuoi usarlo come combustibile), quindi non è strettamente indispensabile (puoi semplicemente mescolarlo alla benzina, senza usare la trementina, o usarlo puro senza benzina e senza trementina). Questo 3% va calcolato sul volume dell'etanolo, quindi se ne produci 1 litro, il 3% sarà:

(1000 ml / 100) x 3 = 30 ml

ma ripeto, non serve, puoi anche aggiungere nitroglicerina a questo punto, se lo vuoi potenziare

Spero di esserti stato utile, se hai altri dubbi, scrivi pure

Ciao

Artemis

Ma in Brsile dove la maggior parte delle macchine va ad Alcool gli impianti di alimentazione sono trattati e le parti il plastica a contatto sono particolari perchè è corrosivo rispetto alla benzina ... per questo come si fà ?

Ciao Artemis23am , e ciao a tutti ragazzi ! ti ho mandato un messaggio pvt riguardo una possibile miglioria del sistema qui descritto . Dacci un'occhiata e se la ritieni valida pubblicala. Ciao a tutti ragazzi , good job !

Ma se si usasse il filtro osmotico per aumentare la gradazione del normale alcol denaturato? È fattibile? Almeno diventa miscibile con la benzina