يعتمد النظام الحالي لتطهير الوقود وتنظيفه وإعادة تدويره على عوامل مبيدات حيوية ذات كفاءة ضعيفة وتكلفة عالية للنتائج التي تم الحصول عليها.
مع براءة الاختراع هذه ، سيتم بناء آلة لديها القدرة على تنظيف وتطهير وإعادة تدوير الوقود الموجود في الرواسب الهيدروكربونية (الآلات والسيارات والسفن وخزانات وقود الموزعين). وكذلك للقضاء على المواد الكيميائية والأصباغ الموجودة بالإضافة إلى ذلك في الوقود المذكور.
الاحتياجات المغطاة
خزانات تخزين الوقود على مر السنين وبسبب رطوبة البيئة تتراكم طبقة من الماء في قاعدتها مما يجعلها تولد سلسلة من الكائنات الحية الدقيقة التي تتطور وتتكاثر مما يؤدي إلى ظهور طحالب كثيفة وخيطية تسد في أفضل الحالات مرشحات المحرك وتوقفه. هذه الكائنات الحية الدقيقة أكالة وتلف الخزان الذي يحتوي عليها عن طريق حفرها ، وغني عن القول ، هذا أمر بالغ الأهمية على متن السفينة.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك وقود قذر ، ماذا نعني عندما نتحدث عن الوقود القذر؟ حسنا ، للديزل أو البنزين التي تحتوي على جزيئات الكبريت الزائدة والغبار والمواد الملوثة الأخرى.
آثار الأوساخ على الوقود واضحة: كل تلك العناصر التي تطفو في الديزل تشكل خطرا على المحرك: يمكن أن تلحق الضرر بالمحرك والأجزاء المهمة الأخرى مثل الحقن.
أنواع الوقود المتأثرة بالتلوث الميكروبي في الخزانات:
- أخبره
- بيوديزل
- زيت الوقود أو زيت الوقود (زيوت الوقود الثقيلة).
يغطي الاختراع الحالي الحاجة إلى حل هذه المشكلة بسهولة وبشكل نهائي واقتصادي وفعال ، لأن الحلول المقترحة حتى الآن لا تلبي أيا من هذه الخصائص.
القطاع الذي تستهدفه براءة الاختراع
جميع القطاعات ذات الرواسب الهيدروكربونية ، لأنها تعاني من التدهور والتلوث ، مما قد يسبب مشاكل خطيرة في وقت الاستخدام في السفن والقطارات والشاحنات والمولدات الاحتياطية ، إلخ.
يمكن أن يخضع الوقود المخزن لفترات طويلة من الزمن للبلمرة والأكسدة والمستحلبات والملوثات البكتيرية والفطرية. هذه المشاكل يمكن أن تشكل الحطام واللثة. يمكن أن يسبب تقادم بقايا الوقود والإطارات مشاكل خطيرة في المحركات وأنظمة الوقود.
القطاعات:
- الصناعة البحرية وقوارب النزهة والعبارات وسفن الشحن. خزانات السفن لديها مشاكل مع تراكم المياه على سطح السفن.
- محطات الخدمة (EDS). يتم دفن الرواسب في الأرض وهناك من السهل أن تتراكم الرطوبة.
- شركات مخصصة لتخزين ونقل وتوزيع الوقود. تتسبب الميكروبات الموجودة في صهاريج تخزين الوقود والنفط الخام في أضرار تدهور بيولوجي خطيرة ومكلفة للمخزونات والبنية التحتية.
يمكن للبكتيريا والفطريات أن تنمو وتتطور في صهاريج تخزين النفط الخام والوقود. من الناحية البيولوجية ، تواجه صهاريج التخزين الملوثة مشاكل تتعلق بالجودة والبنية التحتية. تشمل مشاكل التلوث الميكروبي التي تؤثر على أداء السيارة تراكم الطمي ، وانسداد المرشحات ، والحاقنات ، وتغير لون المنتج ، والحمأة ، وتآكل الخزانات والأنابيب ، واستحلاب وخلط الوقود بالماء ، والتدهور المكلف لجودة الوقود.
- السيارات. تعاني المركبات التي تدور في مناطق الرطوبة العالية من هذه المشكلة ، خاصة إذا بقيت لفترة طويلة دون استخدامها.
صهاريج تخزين الوقود
- الخصائص
حاليا ، يتم تصنيع صهاريج تخزين الوقود بشكل شائع في الألياف الزجاجية ، وهناك خزانات من المواد المضادة للأكسدة مثل الفولاذ أو الألومنيوم أو PVC ، ومع ذلك ، نظرا للمشاكل الناجمة عن استخدام الوقود ، فقد اضطرت محطات الخدمة إلى استخدام طلاء المواد المركبة المقواة بالألياف الزجاجية لمقاومتها الأكبر للوسائط العدوانية أو تغيير الخزان.
في مجملها ، يتم تصنيع خزانات الألياف الزجاجية من البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية FRP (البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية). تم بناء الحاجز التآكل لهذه الفئة من الخزانات براتنج البوليستر لتخزين الوقود بمزيج من الكحول يتراوح من 30٪ إلى 100٪. هذه الخزانات متوافقة لتخزين المواد مثل البنزين والديزل والبنزين - مخاليط الكحول.
- الكائنات الحية الدقيقة في صهاريج تخزين الوقود
أصبح وجود الكائنات الحية الدقيقة في الوقود مشكلة أثرت بشكل مباشر على الصناعة منذ أن بدأت العلامات الأولى للنمو الميكروبي في الظهور داخل صهاريج التخزين لأنها تستخدم الهيدروكربونات البترولية أو الوقود المكرر كمصدر للكربون لنموها وانتشارها. هذا يولد التآكل البيولوجي على سطح الخزانات ، بالإضافة إلى التحلل البيولوجي والتلوث البيولوجي في الوقود كما هو موضح في الشكل 6 والشكل 7.
الكائنات الحية الدقيقة الأكثر العثور عليها هي البكتيريا والعفن والخميرة. Pseudomonas هي الجنس المعزول في أغلب الأحيان عن البيئات الملوثة. وهي معروفة بقدرتها على النمو على مجموعة واسعة من الهيدروكربونات البترولية مثل البنزين والنفثالين والتولوين (البنزين والديزل). الغالبية العظمى من البكتيريا المهينة للهيدروكربونات هي في المجموعة سالبة الجرام. تساعد عديدات السكاريد الدهنية الموجودة في أغشيتها على تكوين وتثبيت مستحلبات الهيدروكربون في الأنظمة المائية وتساهم في زيادة سطح الهجوم على الملوثات.
تم العثور أيضا على بكتيريا الكبريتات المختزلة (SRBs) ، سواء الكائنات اللاهوائية الهوائية أو الاختيارية. بعد ذلك ، في الجدول 3 يمكننا أن نرى الأنواع الأكثر شيوعا من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن العثور عليها في الوقود.
العوامل الرئيسية التي تفضل تكاثر الكائنات الحية الدقيقة في الوقود هي الماء (هناك حاجة إلى كميات تساوي أو أقل من 0.5 ٪) ، والحد من الكبريت ومحتوى الأكسجين وتوافر المعادن مثل الفوسفور والنيتروجين ، بالإضافة إلى وجود الوقود الحيوي (B10 ، E10) بسبب طبيعتها استرطابي.
فيما يتعلق بصهاريج التخزين ، يمكن أن تستقر الكائنات الحية الدقيقة في الداخل ، وتلتصق بسطح الجدار ، حيث تشكل مصفوفة من السكريات غشاء حيويا يتكون عادة من البكتيريا والفطريات (مرحلة الجدار السائل). توفر هذه الأغشية الحيوية الحماية وبيئة فريدة لتنميتها.
يمكن أن تستقر الكائنات الحية الدقيقة أيضا في قاع الخزان ، حيث تتشكل عادة واجهة الوقود والماء ، والتي تزيد بها الكائنات الحية الدقيقة من محتوى الماء ، عن طريق إفراز السكريات التي تعمل كمواد خافضة للتوتر السطحي الحيوي خارج الخلية. وبالمثل ، يؤدي النشاط الأيضي إلى تكوين البيروكسيدات والأحماض ، مما يقلل من الاستقرار الحراري وتقلب الوقود ، مثل زيادة المواد الصلبة العالقة وبقايا التآكل.
ويلخص الجدول 4 أدناه المشاكل التي يمكن أن تحدث في نظم الوقود والعوامل الميكروبيولوجية المسؤولة.
يحتوي النفط الخام ومنتجاته الثانوية على مكونات غذائية ، والتي تفضل أيضا النشاط الأيضي للكائنات الحية الدقيقة ، والتي لا تسرع فقط من التدهور البيولوجي للوقود وإضافاته ، ولكن أيضا تضعف الخصائص الفيزيائية والكيميائية والتشغيلية للمنتج ، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية وحتى حوادث بسبب تشبع المرشحات والأنابيب وتآكل المعدات.
أعراض التلوث الميكروبي للديزل:
- لوحظ تجميع الكتلة الحيوية على أنه تغير في اللون والتعكر والأوساخ.
- تعمل المواد الخافضة للتوتر السطحي الحيوي على تعزيز تعكر المياه وتشتت الجسيمات التي تؤثر على مرشحات المكونات والمضخات والحقن.
- لسعات في الخزان.
- يمكن أن يؤدي تدفق الوقود غير المنتظم والاختلافات في الاحتراق إلى تسريع معدلات تآكل المكبس وحلقة الأسطوانة والتأثير على عزم دوران عمود الكامات.
- التقنيات الحالية للوقاية من الكائنات الحية الدقيقة في خزانات الوقود
يوجد حاليا مجموعة واسعة من الطرق النوعية التي تسمح باكتشاف الكائنات الحية الدقيقة على وجه التحديد في الوقود بسرعة وسهولة ، لأنها لا تحتاج إلى الكثير من إعداد العينات ؛ وتجدر الإشارة إلى أنه عند تقييم التلوث الميكروبيولوجي في الوقود ، يجب أن تؤخذ المرحلة المائية الموجودة في القاع في الاعتبار ، حيث سيتم العثور على أكبر حمولة ميكروبية[1]. بشكل عام ، واحدة من أفضل العلاجات للسيطرة على الكائنات الحية الدقيقة في الوقود والتخفيف من حدتها هي ممارسات التنظيف الجيدة ، مثل التنظيف داخل الخزان ومصارف المياه الدورية. ومع ذلك ، من الصعب إجراء هذا النوع من التنظيف بشكل دوري ، لأنه ينطوي على تكاليف كبيرة ، بالإضافة إلى فقدان المبيعات لأيام التنظيف في السنة.
وتجدر الإشارة إلى أن هذا النوع من الصيانة يعتبر عالي الخطورة بسبب تفريغ الخزان ، وفصل الأنظمة الكهربائية والهوائية ، من بين أمور أخرى. لهذا السبب ، يجب إجراء هذا النوع من الصيانة كمكمل للمكافحة الميكروبيولوجية. من بين الطرق التي تستخدمها EDS لمكافحة مشاكل الخلفية والتلوث الميكروبيولوجي يمكننا العثور على ما يلي:
- معدات الترشيح الدقيقة. هي أنظمة يتم تركيبها قبل المضخة، من أجل تصفية الوقود الذي يغادر خزان التخزين والذي يستقبله المستهلك في سيارته. لديهم مرشحات بين 3 و 5 ميكرون ، مما يضمن احتفاظا واسعا بالجزيئات الملوثة.
- تنظيف الخزان. وتسمى أيضا غسيل الكلى ، وتتكون من إعادة تدوير الوقود الموجود في قاع الخزان ، باستخدام مسبار. يستخرج هذا المسبار الوقود من القاع ، ويمرره عبر سلسلة من المرشحات ، التي تحتفظ بالملوثات المختلفة. أخيرا ، يتم إرجاع الوقود النظيف إلى خزان التخزين.
لا تضمن هذه الطرق إزالة الأغشية الحيوية الملتصقة بجدران خزان التخزين أو تقليل الحمل الميكروبيولوجي في الوقود. يتم استخدامها بشكل عام لتحسين مظهر الوقود الموجود في قاع الخزان أو للتخلص من رواسب المياه المحتملة.
في حالتنا ، نقوم بدمج العناصر التي تطهر الوقود وأنه عند إعادته إلى الخزان يتم بطريقة تسحب جميع الشوائب والكائنات الحية الدقيقة ، بحيث في الوقت الذي تستمر فيه عملية عمل الماكينة ، تم ترشيحها جميعا وتمريرها عبر غرفة التطهير في أجهزتنا.
من الضروري التأكيد على جودة عملية التطهير ، حيث لا يجب إضافة أي مادة مضافة أو مبيدات حيوية إلى الوقود ولا تتدهور جودتها في هذه العملية.
- منع وجود الكائنات الحية الدقيقة في الوقود باستخدام عوامل المبيدات الحيوية
منتجات المبيدات الحيوية هي "مواد قادرة على القضاء على أو السيطرة على انتشار الكائنات الحية الدقيقة القادرة على إحداث تغييرات في البشر والحيوانات والبيئة. وللأسر الكيميائية المختلفة لمركبات المبيدات الحيوية ملامح أداء متنوعة، ولكنها تشترك جميعها في خاصية كونها قاتلة للكائنات الحية الدقيقة في ظل اقتران معين من الظروف التي تجعلها قابلة للتسويق «، ولكن لديها المشاكل التالية:
- ليس لديهم نفس القدرة على التخفيف من تركيز الكائنات الحية الدقيقة في كل من المرحلة المائية والوقود.
- عادة ما يكون لديهم طيف محدود من النشاط الميكروبي.
- له تأثير مثبط في وجود مواد أخرى.
- عادة ما يكون تآكلا في أنظمة الوقود.
- يحط من خصائص الوقود.
- فهي ليست آمنة عادة للاستخدام البشري والبيئة.
- غلاء. السعر التقريبي حوالي 50 يورو لكل 1000 لتر من الوقود.
- يجبرك على استخدامه إلى أجل غير مسمى بمجرد ظهور المشكلة.
لكن المشكلة الرئيسية هي أنها لا تحل المشكلة بشكل نهائي لأنه في حالة بقاء كمية صغيرة من المخلفات الميكروبية ، فسوف تتكاثر على مدار الأشهر. لذلك ، فإن الصيانة إلى أجل غير مسمى ضرورية في حالة الكشف الأول عن الميكروبات.
- منع وجود الكائنات الحية الدقيقة في الوقود باستخدام التطهير بالمبيدات الحيوية
يمثل التطهير عن طريق الجرعات بعامل مبيد حيوي الصعوبات التالية:
- لا يمكن استخدامها في جميع الدبابات ، بسبب مورفولوجيتها وموقعها.
- تعتمد التكلفة كثيرا على صعوبة الوصول إلى الودائع. على سبيل المثال ، يبلغ 30000 يورو في المتوسط لقارب به خزان سعة 10000 لتر من الوقود (النفقات: 15000 يورو لإزالة الوقود الملوث ونقله إلى محطة إعادة التدوير ، و 5000 يورو لتنظيف الخزان والفلاتر ، و 10000 يورو لاستبدال الوقود).
نوع قارب الدراسة ، هو قارب به خزان سعة 10000 لتر من الوقود ، وهو ما يتوافق مع قارب متوسط داخل القارب الترفيهي. لهذا القارب الذي قمنا بحساب سعر التجزئة للآلة بمبلغ 5000 يورو.
[1] جايلاردي كريستين ، بينتو فاطمة ، كيلي جوان. التلوث الميكروبي للوقود الهيدروكربوني المخزن والسيطرة عليه. في: Revista de microbiología. شباط/فبراير 1999. المجلد 30، العدد 1، الصفحات 01- 10. ISSN 0001-3714