Biodiesel kan produceras från rak vegetabilisk olja, animalisk olja / fetter, talg och spilloljor. Det finns tre grundläggande vägar till biodiesel från oljor och fetter:

• Base katalyserad transförestring av oljan.
• Direkt syrakatalyserad omförestring av oljan.
• Omvandling av oljan till dess fettsyror och sedan till biodiesel.

Nästan alla biodiesel tillverkas med hjälp transförestringen baskatalyserat eftersom det är den mest ekonomiska processen kräver endast låga temperaturer och tryck och producera en 98% omvandlingsutbyte. Av denna anledning endast denna process kommer att beskrivas i denna rapport.

Den Transesterifiering processen är reaktion av en triglycerid (fett / olja) med en alkohol för att bilda estrar och glycerol. En triglycerid har en glycerin molekyl sombas med tre långa kedja fäst fettsyror. Egenskaperna hos fettet bestäms av arten av fettsyrorna bundna till glycerol. Den typ av fettsyror kan i sin tur påverka egenskaperna hos biodiesel. Under förestringen processen är glycerinen reagera med alkohol i närvaro av en katalysator, en stark alkalisk såsom natriumhydroxid. Alkoholen reagerar med fettsyrorna för att bilda mono-kalkylester, eller biodiesel och rå glycerol. I de flesta produktion metanol eller etanol är den alkohol som används (metanol producerar metylestrar, etanol producerar etylestrar) och är bas katalyserad av antingen kalium-eller natriumhydroxid. Kaliumhydroxid har visat sig vara lämpligare för etylestern biodiesel, kan antingen bas användas för metylester. En vanlig produkt av transesterifiering processen är rapsmetylester RME (Rapeseed Methyl Ester) har framställts av obehandlad rapsolja reagera med metanol.

En framgångsrik transesterifieringsreaktion betecknas med separationen av estern och glycerol efter reaktionstiden. Den tyngre, biprodukten, glycerol sedimenterar ut och får användas som det är eller kan den renas för användning i andra branscher, t.ex. läkemedels-, kosmetika etc.

Rak vegetabilisk olja (SVO) kan användas direkt som en fossil diesel substitut dock använda detta bränsle kan leda till några ganska allvarliga motorproblem. På grund av dess relativt höga viskositet SVO leder till dålig atomisering av bränslet, ofullständig förbränning, förkoksning av bränsleinjektorerna.

Den bästa metoden för att lösa dessa problem är transesterifiering av oljan.

Fördelarna med motorns egen förbränning vid transesterifiering av oljan är:

• Sänkt viskositet
• Fullständigt avlägsnande av glycerin
• Sänkt kokpunkt
• Sänkt flampunkt
• Sänkt flyttpunkt

Alkoholborttagning
När glycerin och faserna biodiesel har separerats, avlägsnas överskottet alkohol i varje fas avlägsnades med en förångningsbar process eller genom destillation. I andra system, avlägsnas alkoholen och blandningen neutraliseras innan glycerin och estrar har separerats. I båda fallen är alkoholen återvinnas med hjälp av destillation utrustning och återanvänds.

Försiktighet måste vidtas för att säkerställa att inget vatten samlas i den återvunna alkoholen strömmen.

Metylester Wash
När separeras från glycerin är biodiesel ibland renas genom försiktigt tvättningmed varmt vatten för att avlägsna rester av katalysator eller tvål, och sen skickas till lagring. I vissa processer detta steg är onödigt. Detta är normalt i slutet av tillverkningsprocessen leder till en klar bärnstensfärgad-gul vätska med en viskositet liknande petroleum diesel. I vissa system biodiesel destilleras i ett ytterligare steg för att ta bort små mängder färgämnen för att producera en färglös biodiesel.

Produktkvalitet
Före användning som ett kommersiellt tillgängligt bränsle, måste den färdiga biodiesel analyseras med hjälp av avancerad analysutrustning för att garantera att den uppfyller alla specifikationer som krävs. De viktigaste aspekterna av biodiesel produktion för att säkerställa problemfri drift i dieselmotorer är:

• Fullständig reaktion
• Avlägsnad från Glycerin
• Avlägsnad från katalysator
• Borttagning av alkohol
• Friafrån fettsyror

Biodiesel är biologiskt nedbrytbart och icke-giftigt. Bränslet löser upp vissa typer av gummi, vilket gör det olämpligt att använda i äldre bilar. Efter 1995 bytte biltillverkarna gummiblandning i packningar och slangar och biodiesel kan därför användas i de flesta moderna dieselbilar under förutsättning att det uppfyller gällande normer. Vissa fordonstillverkare tillåter dock inte användning av biodiesel i fordon med partikelfilter.

Tillverkning av biodiesel kan i princip utgå från vilken typ av biologiskt fett som helst. Valet styrs i huvudsak av pris och tillgång på den ursprungliga råvaran. Exempel på produkter som används för tillverkning av biodiesel är raps-, soja-, majs- och palmolja. Det går även att tillverka biodiesel från animaliska fetter såsom ister och talg. En annan användbar råvara är förbrukade fetter.

Valet av råvara påverkar dock bränslets egenskaper, inte minst med avseende på egenskaperna i kyla. Vissa ger ett bränsle som i ren form endast är flytande vid plusgrader. Dessa kan därför endast användas vintertid med tillsatser eller för inblandning i vanlig diesel.

Produktion
Kemiskt sett består biodiesel av en blandning av monoalkylestrar av långa kedjor fettsyror. Den vanligaste formen använder metanol (omvandlat till natriummetoxid) för att producera metylestrar, eftersom metanol är den billigaste alkoholen. Emellertid kan även etanol användas för att framställa biodiesel av etylestrar och ännu större alkoholer såsom isopropanol och butanol använts i viss utsträckning. Alkoholer med större mollmassa förbättrar biodieselns egenskaper i kyla på bekostnad av en mindre effektiv transesterfieringsreaktion. För att omvandla grundoljorna till önskade estrar används en produktionsprocess där man transesterfierar lipiderna. Alla fria fettsyror i grundoljan omvandlas antingen till tvål, tas bort från processen eller esterfieras (vilket ger mer biodiesel) med hjälp av en katalyserande syra. Efter den här processen har biodieseln förbränningsegenskaper väldigt lika de hos petrodiesel och kan i dag ersätta den på många punkter.

En biprodukt av transesterfierings processen är glycerol. För varje ton biodiesel som framställs, produceras även 100 kg glycerol. Ursprungligen fanns den en lönsam marknad för glycerol, något som hjälpte kostnadseffektiviteten hos processen i helhet. Emellertid så har den globala ökningen i produktionen av biodiesel gjort att marknaden för rå glycerol (innehållande 20% vatten och katalysatorrester) har kraschat. Man bedriver nu forskning för att kunna använda glycerol som en kemisk byggsten.