Conversione del grasso animale in energia, e/o qualcosaltro.

"Il problema, in partenza sta nell'azzeccare il processo giusto per ottenere il maggior rendimento nel modo più semplice e meno costoso."

Esatto!!!!!!! Ergo: pochi reattori e tanti scambiatori di calore

Se l' interesse regio è quello di recuperare energia (e se la natura del grasso lo permette) il modo più semplice è quello di usare il grasso stesso come combustibile.
Convertire il grasso in qualcos' altro, che poi deve essere comunque bruciato serve solo ad aumentare le spese (mantenimento di un reattore in più) e ad abbassare il rendimento.
Quindi servono notizie extra su questo grasso
Da che animali proviene? A che temperatura solidifica?
Se il grasso si rivela inadatto ad un processo di combustione, allora c'è da pensare ad un processo di reforming.
Scarterei a priori l' ossidazione parziale, dato che, se il suddetto grasso si rivelasse non idoneo ad una combustione, sarà ancora meno idoneo per una ossidazione parziale.
Fissato queste premesse, se ci fosse forzatamente bisogno di una gassificazione, direi di puntare su un reforming con vapore: le temperature sono alte, ma si ottiene gas di sintesi con una resa teorica del 100% (questo implica lo 0% teorico di sottoprodotti da smaltire e che potrebbero impeciare il reattore).
Il gas di sintesi può successivamente essere shiftato in idrogeno o bruciato talquale.
Le rogne sicure di questo processo sono l' alta temperatura di esercizio (siamo intorno ai 1000 C°) e l' uso forzato di acciai speciali in grado di resistere all' azione corrosiva del CO (è un legante fortissimo per il ferro ed il complesso che si forma è gassoso rendendo impossibile una passivazione della superficie metallica).

Di turbine non me ne intendo, quindi ti credo sulla parola!

"Bruciare il grasso così com'è è poco raccomandabile, i fumi sono pestiferi, i sottoprodotti anche peggio."
Mi riferivo proprio a questo...

Beh, se si deve passare da un motore a scoppio le vie praticabili si riducono.
Nel reforming con vapore l' acqua contenuta non da assolutamente problemi.

Per produrre biodiesel è consigliabile usare metanolo dato che costa meno ed è sintetizzabile dai prodotti di reforming con vapore.
Sottolineo che non c'è alcuna ragione pratica per voler usare etanolo.
Per la catalisi escluderei la soda e mi orienterei verso qualche catalizzatore supportato, diminuisce i costi e risolve il problema della separazione.

La glicerina va recuperata insieme a grassi e metanolo da riciclare (serve una rettifica a 3 colonne) ma non c'è nessuna ragione per non (s)venderla a qualche ditta di cosmetici o simili.

Il metanolo può essere sintetizzato dai prodotti di reforming con vapore (CO, idrogeno) con un processo piuttosto economico una volta messo in marcia l' impianto.
Si tratta di uno schema tipo Haber-Bosh equipaggiato di un reattore Fauser a 3 letti catalitici (ZnO, CuO, allumina in ogni stadio) che può funzionare decentemente anche con un compressore rotativo.
Tra l' altro partendo da grassi animali non si ha il problema dell' acido solfidrico che avvelenerebbe il catalizzatore.

Il cracking termico (visbreaking in questo caso) può andare bene, ma l' acqua darà dei fastidi.
Quello catalitico un po' meno: le frazioni altobollenti in generale danno dei sottoprodotti che impeciano i catalizzatori ed è per questo che per quei tipi di mandate, se si vuole usare dei catalizzatori, si preferisce utilizzare un processo di idrocracking (ma consuma idrogeno che va ottenuto tramite reforming con vapore).

Da notare che con i processi di cracking si ottengono benzine (specialmente con l' idrocracking).

Con queste premesse non so se vale la pena partire...
Se le frazioni sono estremamente viscose, l' unico processo fattibile è quello di visbreaking: in pratica un cracking termico vecchia scuola che vi rende dei gasoli pesanti e quantità ridottissime di benzina.
Se la viscosità dei grassi non fosse eccessiva (pena l' impeciamento del cat. dopo un quarto d' ora) si potrebbe ricorrere anche a dei cracking catalitici, ma non sono impianti gestibili con quei presupposti.
Il catalizzatore è in genere un solido (argille, zeoliti, sabbie varie) trattato con acidi minerali che deve essere rigenerato di continuo per colpa dei depositi carboniosi.
Il processo a letto solido necessita di ben 3 reattori che funzionano uno in cracking, l' altro in stripping, l' altro in rigenerazione ed i cui ruoli vengono scambiati di continuo per avere sempre un catalizzatore attivo (N.B. scambiare lo stripping con la rigenerazione equivale a saltare in aria).
Il processo a letto mobile utilizza due reattori separati collegati da degli elevatori a tazze che si occupano di trasportare il catalizzatore da quello di cracking a quello di rigenerazione.
Esistono anche dei processi a letto fluido, ma sono complicati da spiegare a parole e certamente non realizzabili a budget 0.
Se ti interessa posso scansionarti alcuni schemi, giusto per farti un idea dei vari reattori.
Ad ogni modo sono processi che lavorano in torno ai 500 C° per il cracking e 600-700 C° per la rigenerazione. La pressione di esercizio è di qualche atmosfera.

Edited by DamnLarsen - 31/10/2013, 00:27

I catalizzatori sarebbero il male minore: argille, allumina, farine fossili, zeoliti (tutta roba a buon mercato). Comunque santa Wikipedia propone uno schema piuttosto dettagliato per un impianto a letto fluido:
http://it.wikipedia.org/wiki/File:FCC_-_Cr...etto_fluido.png
Considera che la parte di separazione la potreste semplificare all' osso, giusto per decantare i grassi residui ed eliminare l' acqua.
Questo impianto ha il vantaggio di fare a meno di un sistema di trascinamento meccanico dei cat. ed è sicuramente più efficiente di un sistema a letto fisso.
Lo schema, salvo qualche minuzia, è praticamente "universale". Il reattore/rigeneratore può essere scelto tra quello in figura ed altri 2 o 3 modelli che ti posterò a breve.

Non mi resta che rispolverare i miei vecchi appunti e vedere se trovo qualcosa, magari scappa furi qualche brevetto di più semplice realizzazione...
Cerco di farti avere delle scansioni entro domani!!

Law mi dispiace, ma tutti gli schemi che ho trovato riportano reattori analoghi a quello del link.
Le uniche differenze stanno nel fatto che il rigeneratore può essere separato dal reattore oppure contenuto nello stesso involucro e nel modo in cui viene trascinato il catalizzatore.
In tutti gli esempi sono raffigurati i multi cicloni che ti hanno lasciato perplesso.
A questo punto non so più a cosa pensare. Resta unicamente il cracking a letto fisso, ma l' efficienza è più bassa ed i grattacapi abbondano.
In pratica dovresti preriscaldare bel oltre il punto di fusione la carica e immetterla in uno dei 3 reattori finchè il catalizzatore non si avvelena.
A quel punto dovresti dirottare il flusso nel secondo reattore e flussare vapore nel primo.
Quando anche il secondo reattore si avvelena dovrai deviare la carica nel terzo reattore, deviare il vapore nel secondo ed immettere aria nel primo. E così via.
Dovrete quindi organizzare l' impianto in modo da recuperare calore in abbondanza per produrre tutto quel vapore e stare ben attenti a non insufflare aria prima del dovuto, altrimenti farete i fuochi di San Giovanni.
Inoltre il vapore deve essere sufficientemente caldo da non "freddare" il letto catalitico, altrimenti il successivo step di rigenerazione non potrà avvenire e tutto il processo si bloccherà. (NB la combustione con aria dei residui carboniosi serve sia a rigenerare il cat, sia a fornire il calore necessario al processo.)
La carica deve essere insufflata dall' alto, aria e vapore dal basso.
Le pressioni di esercizio sono di circa 2 atmosfere. Con i catalizzatori vi potete sbizzarrire: allumina, silice, argille, zeoliti, acidi di Lewis vari etc. l' importante è che sia roba acida.
Potreste provare a realizzare un reattore prototipo di piccole dimensioni su cui studiare il catalizzatore migliore per il vostro grasso e le condizioni operative più performanti (Partendo da una T di cracking di circa 500 C°).
Fisicamente dovrete prendere un bel cilindro di acciaio inossidabile, riempirlo con il cat. ed iniziare a fare delle prove, ma la porosità e la dimensione adatta dei grani dovrete estrapolarla da soli, lo stesso vale per le dimensioni definitive ed il tempo massimo per cui il reattore può lavorare prima di dover essere rigenerato.
Questo è l' impianto di cracking meno costoso di cui ho notizia, quindi, se l' efficienza vi soddisfa, non potete sperare di spendere di meno.
Spero non mi sia sfuggito nulla

Edited by DamnLarsen - 8/11/2013, 01:54

Law te la butto li: ma un impianto di pirolisi mediata da microonde no?
E' un approccio relativamente nuovo su cui sono in corso molti studi. Le plastiche ed i copertoni vengono praticamente trasformati in petrolio.
Non sarebbe necessario preriscaldare alcunché (se non per fondere il grasso in modo da farlo passare dai tubi), si opererebbe a pressione atmosferica, il cat. può non servire e se servisse si tratta di limatura di ferro...
L' inerzia termica dell' impianto viene completamente eliminata.
Per una piccola verifica ti basta il microonde di casa qualche altra carabattola da due soldi. Se funzionasse avresti modo di lavorare tu stesso sul generatore di microonde senza affidarti troppo ad estranei.