Pourquoi la préparation des matières premières détermine la qualité du produit
L'évaluation des matières premières permet de déterminer quelles étapes de préparation le procédé sélectionné nécessite. Un prétraitement dédié n'est pas universellement nécessaire pour chaque huile entrante.
Phospholipides et qualité du produit
Les huiles végétales brutes contiennent des phospholipides, également appelés phosphatides ou gommes, à des teneurs qui varient selon la source végétale et les manipulations préalables. Certains phospholipides, notamment les sels de calcium et de magnésium des acides phosphatidique et lysophosphatidique, sont de puissants émulsifiants susceptibles de perturber la séparation en aval s'ils demeurent dans l'huile lors de la neutralisation alcaline. La norme ASTM D6751, telle que résumée dans le tableau de spécifications de l'AFDC, limite la teneur en phosphore du B100 fini à 0,001 % en masse pour tous les grades, selon la méthode d'essai ASTM D4951. Le rapport du NREL décrit la réduction du phosphore au cours du traitement conventionnel de l'huile de soja, notamment le transfert vers la fraction glycérol et l'élimination lors du lavage à l'eau. Cette observation n'établit pas que chaque matière première brute ou filière de production satisfera à la limite applicable au carburant fini.
Le processus de dégommage
Le dégommage convertit les phospholipides hydrophiles en une forme hydratée séparable. Le dégommage à l'eau, consistant à mélanger l'huile brute avec une faible proportion d'eau sous agitation mécanique à température modérée, hydrate une partie des phospholipides, les rendant insolubles dans l'huile, de sorte qu'ils peuvent être séparés par décantation, filtration ou centrifugation. Une fraction des phosphatides, toutefois, n'est pas hydratable par simple contact avec l'eau. Le dégommage à l'acide, à l'aide d'acide phosphorique ou d'acide citrique, traite la fraction non hydratable. Le traitement sélectionné influe également sur l'utilisation potentielle de la fraction de gommes séparée. L'étendue de l'élimination des gommes dépend de l'intensité du traitement acide et de la nature de l'huile.
La filtration dans la préparation des matières premières
La filtration sépare les impuretés solides en suspension, telles que les fragments de graines et les fines de tourteau, de l'huile. La filtration des matières premières et la filtration du produit fini répondent à des objectifs différents, ainsi, une valeur de seuil de rétention indiquée pour l'une de ces étapes n'est pas automatiquement appropriée pour l'autre. Le choix du filtre dépend du matériau entrant ainsi que des exigences liées à l'équipement et au produit. Les graisses animales peuvent nécessiter une manutention à chaud pour demeurer pompables, mais une température de filtration ou une taille de pores universelle ne peut être déduite d'un exemple introductif de production. La filtration ne remplace pas non plus l'évaluation distincte de la teneur en eau, en acides gras libres et en phospholipides.
Les acides gras libres et leur interaction avec le prétraitement
Les acides gras libres posent un défi différent de celui des phospholipides. Dans un procédé à catalyse basique, les acides gras libres réagissent avec le produit alcalin pour former du savon, réduisant la quantité de base disponible pour la transestérification et compliquant la séparation. L'estérification à catalyse acide est l'une des façons de convertir les acides gras libres en esters avant une étape à catalyse basique. Cette réaction est distincte de la transestérification des triglycérides. La filière de prétraitement appropriée dépend des caractéristiques mesurées de la matière première et de la conception du procédé, et non simplement de la nature commerciale du matériau, huile végétale, graisse animale ou graisse récupérée.
Pertinence pour l'exploitant et surveillance de la qualité
Étant donné que les huiles végétales et les graisses animales varient quant à leurs profils d'acides gras, leurs teneurs en phospholipides, en acides gras libres et en contaminants, le prétraitement ne peut être conçu une fois pour toutes et appliqué uniformément à chaque matière première. Du biodiesel de haute qualité a été produit même à partir d'huile de soja brute, mais l'utilisation d'une huile partiellement ou totalement raffinée simplifie le procédé de production. Différentes préoccupations de qualité sont traitées par différentes opérations unitaires. L'évaluation à la réception, le prétraitement et les essais sur le carburant fini doivent donc être considérés conjointement. L'essai de phosphore référencé dans la norme ASTM D6751 (ASTM D4951) fournit la vérification finale que le biodiesel fini respecte la limite de 0,001 % en masse de phosphore spécifiée pour tous les grades dans le résumé de cette norme établi par l'AFDC.