目前的燃料消毒、清洁和回收系统是基于生物杀灭剂,对于所获得的结果来说,效率低下且成本高。

该专利将建立一个有能力清洁、消毒和回收碳氢化合物罐(机器、汽车、船舶和经销商的燃料罐)中的燃料的机器。它还将能够去除燃料中额外含有的化学品和染料。

 

涵盖的需求

多年来,由于环境的潮湿,燃料储存罐在其底部积累了一层水,导致一系列微生物的发展和增殖,产生了密集的丝状藻类,在最好的情况下,会堵塞发动机过滤器,使发动机停止工作。这些微生物具有腐蚀性,会损坏含有它们的水箱,甚至会穿孔,这在船上是很关键的。

除此之外,还有肮脏的燃料。 什么叫肮脏的燃料? 肮脏的燃料是指含有过量硫磺颗粒、灰尘和其他污染物的柴油或汽油。

燃油中的污垢的影响是显而易见的:所有那些漂浮在柴油中的元素对发动机都是一种危险:它们会损坏发动机和其他重要部件,如喷油器。

受油罐中微生物污染影响的燃料类型:

  • Díesel
  • 生物柴油
  • 燃油或燃料油(重质燃料油)。

本发明涵盖了对这一问题的简单、明确、经济和有效的解决方案的需求,因为到目前为止提出的解决方案不符合任何这些特征。

专利所涉及的部门

所有有碳氢化合物沉淀物的部门,因为这些沉淀物会降解和污染,当用于船舶、火车、卡车、备用发电机等时,会造成严重问题。

长期储存的燃料会出现聚合、氧化、乳化、细菌和真菌污染等问题。这些问题会形成残留物和胶质。这些燃料残留物和胶质的老化会给发动机和燃料系统带来严重问题。

各个部门:

 

  • 造船业、游船、渡船和货船。船舶水箱经常出现船舶表面积水的问题。

 

  • 服务站(SDS)。罐子埋在地下,湿气很容易积聚在那里。

 

  • 从事燃料储存、运输和分配的公司。微生物存在于燃料和原油储罐中,对库存和基础设施造成严重和昂贵的生物恶化损害。

细菌和真菌可以在原油和燃料储罐中生长和发展。被生物污染的储油罐会出现质量和基础设施方面的问题。影响车辆性能的微生物污染问题包括粘液堆积、过滤器和喷油器堵塞、产品变色、淤泥、储油罐和管道腐蚀、燃料与水的乳化和混合,以及燃料质量下降的代价。

 

  • 汽车。在高湿度地区行驶的车辆会出现这种问题,特别是如果它们被长期搁置不用。

 

燃料储存罐

 

  • 特点

目前,燃料储存罐通常由玻璃纤维制成,也有由钢、铝或pvc等防锈材料制成的罐子,然而,自从燃料使用引起的问题以来,服务站不得不使用用玻璃纤维加固的复合材料的内衬,因为它们对腐蚀性介质或罐子的变化有更强的抵抗力。

就其整体而言,玻璃纤维储罐是由FRP(玻璃纤维增强塑料)构成的。这些储罐的防腐层是由聚酯树脂制成的,用于储存酒精混合比例为30%至100%的燃料。这些储罐可用于储存汽油、柴油和汽油-酒精混合燃料等材料。

 

  • 燃料储存罐中的微生物

 

自从储油罐内开始观察到微生物生长的最初迹象以来,燃料中存在的微生物已经成为直接影响行业的问题,因为它们使用石油碳氢化合物或精炼燃料作为碳源进行生长和繁殖。这在储罐表面产生了生物磨损,以及燃料的生物降解和生物污染,如图6和图7所示。

 

 

最常遇到的微生物是细菌、霉菌和酵母菌。假单胞菌是最经常从污染环境中分离出来的菌属;它们因能够在各种石油碳氢化合物上生长而闻名,如苯、萘和甲苯(汽油和柴油)。绝大多数降解碳氢化合物的细菌属于革兰氏阴性组;它们的膜中存在的脂多糖有助于在水系统中形成和稳定碳氢化合物乳剂,并有助于增加攻击污染物的表面积。

 

 

还会发现硫酸盐还原菌(SRB),包括好氧和兼性厌氧生物。下面的表3显示了燃料中最常见的微生物类型。

 

 

有利于燃料中微生物繁殖的主要因素是水(需要的量等于或小于0.5%)、硫的减少、氧气含量和磷、氮等矿物质的可用性,以及生物燃料(B10、E10)因其吸湿性而存在。

关于储罐,微生物可以寄居在里面,粘附在壁面上,多糖基质形成的生物膜一般由细菌和真菌组成(壁面-液体相)。这些生物膜为微生物的发展提供了保护和一个独特的环境。

微生物也可以在油箱底部滞留,那里通常会形成一个燃料-水界面,微生物通过排泄作为细胞外生物表面活性剂的多糖而增加水的含量。此外,代谢活动会导致过氧化物和酸的形成,从而降低燃料的热稳定性和挥发性,并增加悬浮物和腐蚀残留物。

 

 

下面的表4总结了燃料系统中可能出现的问题和负责的微生物制剂。

原油及其副产品含有营养成分,也有利于微生物的代谢活动,这不仅会加速燃料及其添加剂的生物降解,而且会损害产品的物理化学和操作性能,导致经济损失,甚至由于过滤器、管道的饱和和设备的腐蚀而导致事故。

柴油的微生物污染的症状:

 

  • 生物量的聚集被观察为变色、浑浊和结垢。
  • 生物表面活性剂促进水的浑浊和颗粒的分散,影响堵塞过滤器、泵和喷射器。
  • 油箱中的点蚀。
  • 不均匀的燃料流和燃烧变化会加速活塞和气缸环的磨损率,并影响凸轮轴的扭矩。

 

  •  目前预防油箱中微生物的技术

目前有各种各样的定性方法,可以快速简单地检测燃料中的微生物,因为它们不需要太多的样品准备;应该注意的是,在评估燃料中的微生物污染时,必须考虑到存在于底部的水相,因为这是会发现最高的微生物负荷的地方[1] 。一般来说,控制和减轻燃料中微生物的最佳处理方法之一是良好的内务管理做法,如罐内清洗和定期排水。然而,这种清洗很难定期进行,因为除了每年每个清洗日的销售损失外,还需要支付高额费用。

应该注意的是,这种类型的维护被认为是高风险的,因为罐体脱气、电气和气动系统的断开等等。出于这个原因,这种类型的维护应该作为微生物控制的一个补充来进行。在ESD使用的对抗背景问题和微生物污染的方法中,有以下几种:

 

  • 微滤设备。这些是安装在泵之前的系统,以过滤离开储油罐并被输送到消费者车辆的燃料。它们的过滤器在3到5微米之间,这确保了对污染颗粒的高度保留。
  • 油箱清洗。也被称为透析,它包括使用一个探针对位于油箱底部的燃料进行再循环。这个探针从底部提取燃料,通过一系列的过滤器,保留不同的污染物。最后,干净的燃料被送回储油罐。

这些方法不能确保去除粘附在储油罐壁上的生物膜,也不能确保减少燃料中的微生物负荷。它们一般用于改善油箱底部的燃料外观或清除可能的水沉积物。

在我们的案例中,我们加入了对燃料进行消毒的元素,当它被送回油箱时,它是以这样一种方式进行的,即所有的杂质和微生物都被去除,所以在机器的作用过程中,它们都被过滤并通过了我们机器的消毒室。

应该强调消毒过程的质量,即燃料中不需要添加任何添加剂或杀菌剂,而且燃料的质量在这个过程中不会下降。

 

  • 使用杀菌剂防止燃料中微生物的存在

杀菌产品是 "能够消除或控制能够对人类、动物和环境造成损害的微生物的扩散的物质。杀菌化合物的不同化学系列具有不同的作用特征,但它们都有一个共同的特点,即在一定的情况下对微生物具有杀伤力,从而使它们具有商业化的可行性",但有以下问题:

 

  • 它们没有同样的能力来减轻水相和燃料中微生物的浓度。
  • 它们通常有一个有限的微生物活动范围。
  • 在有其他物质存在的情况下,它有抑制作用。
  • 在燃料系统中通常具有腐蚀性。
  • 导致燃料性能下降。
  • 它们通常对人类使用和环境都不安全。
  • 成本高。每1,000升燃料的大约价格为50欧元。
  • 一旦出现问题,它就迫使你无限期地使用它。

但主要的问题是,它们不能明确地解决问题,因为如果有少量的微生物残留,它将在几个月内繁殖。这就是为什么在首次发现微生物的情况下,无限期维护是必不可少的。

 

  • 使用杀菌剂消毒防止燃料中存在微生物

通过添加杀菌剂进行消毒有以下困难:

 

  • 由于它们的形态和位置,不可能在所有坦克中使用它们。
  • 费用在很大程度上取决于接触油箱的难度。例如,一艘油箱容量为10,000升的船,平均为30,000欧元(费用:15,000欧元用于清除被污染的燃料并转移到回收站,5,000欧元用于清洗油箱和过滤器,10,000欧元用于加油)。

研究中的典型船只是一艘油箱容量为10,000升的船,这相当于休闲游艇中的普通船只。正是针对这种船,我们计算出一台机器的零售价格为5,000欧元。

[1]GAYLARDE Christine, BENTO Fatima, KELLEY Joan.储存的碳氢化合物燃料的微生物污染及其控制。载于:《微生物学杂志》。1999年2月。Vol 30, no 1, p. 01- 10. ISSN 0001-3714