השימוש בחומרים ביו-דהגרדיים בייצור של צוהרייזרים ימיים

גידול חובה ללוחמים ימיים בר קיימא

דחף ימי הוא מרכיב קריטי בעיצוב כלי מודרני, מתן תמרון דיוק, מיקום דינמי ויעילות דלק משופרת.יחידות הנעה תת-ימיות אלה מוטבעות באופן מסורתי ממתכות גבוהות כמו נירוסטה פלדה, סגסוגת אלומיניום, ו ברונזה, יחד עם מכשולים הנדסיים עמידים עבור איטום, נושאים, ודיור.

מה הם חומרים biodegradable?

חומרים biodegradable הם חומרים שניתן להסיק על ידי ⁇ - חיידקים, פטריות ואנזימים מסוימים - במים, פחמן דו חמצני, מתאן, ו biomass בתנאים סביבתיים ספציפיים.לא כל חומרים biodegradable לפרוץ באותו אופן או באותו קצב, יש צורך מתקני כפייה תעשייתיים עם טמפרטורה מבוקרת, לחות, וחמצן, בעוד אחרים detagradable זיהום אווירי (אורטי) כגון חומצה פולינופלסטית) או אטומית (Ric) הם למעשה, כמו רטיבית (מסוגיות) עם אטומית) אטומית) אטומית (cosoic) אטומית) אטומית (cotraicial) , כמו , כמו אטומית) , כמו , לעומת זאת, 000 , 000) , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , אך באותו אופן, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , אבל באותו אופן זה באמת, 000

פלסטיקים נפוצים

• (ב) ⁇ :0 (בקיצור: ⁇ ) דרבי (ב) דרבי (ב"א): דרבי מכוכב תירס או סוכרקניה דורש אינטגרציה תעשייתית; מפלס לאט לאט במים קרים.
• (ב) PHA:0) ,Polyhydroxyalkanoates (PHAOVA): PHALT:1 המיוצר על ידי תסיסה חיידקית. Degrads בסביבות ימיות, אבל תכונות מכניות הן בינוניות.
• (ב) ⁇ (ב"ב): 1 (ב"ב): פוליסטר שניתן למזג עם סיבים טבעיים.

המונחים: Natural Composites

סיבים טבעיים כמו flax, קנבוס, וkenaf משמשים יותר ויותר חיזוק במכוני פולימרים ביו-דידה. אלה מורכבים יכול להשיג יחס נוקשה גבוה במשקל, מה שהופך אותם אטרקטיביים עבור רכיבים דחף שאינם חשופים לעומסים קיצוניים.עם זאת, הם הידרוסקופטיים - הם סופגים מים - כל כך ציפויים מגן או שכבות נדרשים למנוע אובדן של יושרה מכנית זמן.

יתרונות של חומרים biodegradable בייצור Marine Thruster

אימוץ חומרים ביו-דידיים עבור רכיבים דחף יכול לספק הטבות סביבתיות וכלכליות, בתנאי שהחומרים נבחרים ומונדסים כראוי.

ניכוי פסולת פלסטיק עקבי

פלסטיק מסורתי בשימוש בדחפורים, כגון ניילון, אצותל ופוליאוריטאן, יכול להימשך באוקיינוס במשך מאות שנים, פיצול לתוך מיקרופלסטיקה שפוגעת בחיים ימיים. פולימרים ביו-דמדלדיים נועדו להשמיץ חומרים לא מזיקים, להפחית באופן דרמטי זיהום לטווח ארוך.אם רכיב דחף אבד על הסיפון או מופרך של חומרים לא תקין, ביו-מרוד לא ניתן לצבור חלקים קבועים כמו הריסות.

טביעת רגל נמוכה יותר

חומרים biodegradable רבים נגזרים biomass מתחדשים, אשר ללכוד פחמן דו חמצני אטמוספירי במהלך צמיחה. PLA, למשל, יש טביעת רגל פחמן נמוך יותר 70% מאשר פלסטיק מבוסס נפט קונבנציונלי כאשר מיוצר תירס.אם תהליך הייצור מופעל על ידי אנרגיה מתחדשת, מחזור החיים הכולל של דחף ביולוגי יכול להיות נמוך משמעותית מאלה של מתכת או דלקים.

סוף סוף החיים Scenarios

כאשר דחף מגיע לסוף החיים התפעוליים שלו, מרכיבים ביו-דידיים יכולים להיות מלוכדים או biodegraded במקום מלא או מחוסנים.עבור כלי שיט אשר מומסים באזורים עם תשתיות מגובשות, זה מקטין את עלויות פסולת ואת התחייבויות סביבתיות. כמה חומרים biodegradable ניתן גם לעיכול במפעלי טיפול במים אנירוביים, ומייצרת ביו-גז כמקור אנרגיה מתחדש.

פוטנציאל למשקל אור

סיבים טבעיים מורכבים לעתים קרובות יש צפיפות נמוכה יותר מאשר פלסטיק או מתכות. הצבת מתכת נושאת דיור או חותם פוליאורטן עם תרכובת ביופלסטי מופחתת יכול להפחית את המשקל הכולל של יחידת דחף. כי דחף ממוקמים ב-hll extremities, כל קילוגרם הציל את הביקוש המבני על מערכת הרציף ויכול לשפר את הדלק על ידי כלי שיט נמוך יותר.

סיקור ו- Market Incentives

חברות ⁇ מתמודדות עם לחץ גובר של ארגון הים הבינלאומי (IMO) כדי להפחית פליטות גזי החממה ומרשויות הנמל לאמץ מדיניות רכש ירוקה.שימוש בחומרים ביו-דידה בחלקים לא קריטיים יכול לעזור למפעילים להפגין אישורים קיימות.חלק מהחברות סיווגים מפתחים הנחיות לחומרים מקובלים סביבתיים, אשר בסופו של דבר עלול להוביל לטיפול מועדף בנמל עקבים או בחירת שכר.

אתגרים טכניים וביצועים חומריים

למרות היתרונות, מכשולים משמעותיים חייבים להתגבר לפני חומרים biodegradable ניתן להשתמש נרחב בדחפורים ימיים.סביבה תת-ימית הקשה - ריכוז מלח גבוה, לחות רציפה רציפה, לחות רציפה, חשיפה UV (עבור כוננים משטח), ולבוש מכני - מציב דרישות קיצוניות על כל חומר.

אפשרויות ל-Selfwater and UV Exsure

דחף ימי פועל בסביבה קורוזית.מתכתים מסתמכים על ציפויים מגן והגנה קטודית.פלסטיקים biodegradable רגישים מטבעם ל הידרוליזה והתקפות מיקרוביאליות.ללא ניסוח זהיר, דיור דחף המיוצר מ- PLA יכול לרכך, סדק, או לאבד כוח בתוך חודשים של חומרים ⁇ .

כוח מכני ולבוש התנגדות

Thrusters לחוות מתחזים גבוהים, שחיקה, ולבוש abrasive חול ו-Silt חלקיקים חלקיקים מבודדים. חומרים biodegradable הנוכחי יש בדרך כלל כוח רבייה נמוך יותר, Modulus, והתנגדות השפעה מאשר ניילון או סגסוגת אלומיניום עמידת זכוכית - אבל חומרים היברידיים לא היו גמישים עם סיבים קטנים או מטבוליים, אבל הם בעלי ביצועים נמוכים תחת עומסים טבעיים, עם סיבים מלאכותיים, סבירים, הם בעלי סיבים כימיים, אבל הם כנראה, אבל הם בעלי סיבים מלאכותיים, אבל הם בעלי נטייה ביולוגית נמוכה יותר, אבל הם בעלי מגבלות כימיות גבוהה, אבל הם בעלי נטייה ביולוגית גבוהה, אבל הם בעלי מגבלות גבוהות יותר, אבל הם בעלי מגבלות גבוהות יותר עם סיבים מלאכותיים, אבל הם בעלי מגבלות גבוהות יותר, אבל הם בעלי נטייה גבוהה עם סיבים מלאכותיים, אבל הם בעלי נטייה גבוהה עם סיבים מלאכותיים, אבל הם בעלי נטייה גבוהה עם סיבים מלאכותיים, 000.

ייצור ומעבדים Constraints

פולימרים בעלי רגישות ביולוגית לעתים קרובות יש חלונות עיבוד צרים. Extrusion וזריקת הטמפרטורות עובש יש לשלוט בזהירות כדי למנוע השפלה תרמית.תוכן Moisture בסיבים טבעיים יכול לגרום לריקים ודבקות גרועה למטריקס פולימרטי.ביופלסטים רבים דורשים תבניות ייעודיות, ציוד יבש, וקווי ייצור, אשר מגבירים את ההשקעה הון, יתר על כן את ההיצע עבור חומרים מטבוליים מימיים או חומרים רעילים של לוח זמנים;

עלויות ו Scalability

פולימרים ביולוגיים בעלי ערך כיום עולים פי שניים עד חמש מאשר פלסטיק הנדסי קונבנציונלי על בסיס per-kilogram. סיבים טבעיים הם זולים, אבל עיבוד לתוך preforms מורכבים באיכות גבוהה מוסיף עלות. עד הביקוש מגיע מספיק נפח כדי להשיג כלכלות של קנה מידה, דחף ביולוגי יהיה עדיין נישה, מוצר פרימיום, מחלקות רכש ספינות ומפעילי צי בדרך כלל לפני הכלול של בעלות, כולל תחזוקה ורווחה אחת עשויה להיות ממתכת.

מחקר וחדשנות נוכחיים

כמה קבוצות מחקר אקדמיות ותעשייתיות מתפתחות באופן פעיל חומרים ביו-דידיים המותאמים ליישומים ימיים של הנטועה.המטרה היא להתגבר על פערי הביצועים תוך שמירה על תכונות סוף-חיים מקובלות.

המונחים: bio-Composites

שילוב PHA עם סיבים flax או hemp מניבים מורכבים עם קשיחות משופרת ובקרת הביודגרדציה. חוקרים באוניברסיטת סאות'המפטון הוכיחו להב דחף מורכב יותר כי שומרת 90% של המודול הראשוני שלה לאחר שישה חודשים של מים ים, הודות ל- PLA-PHA תערובת matrix וציפוי מבוסס תאוז.

קידודים מוגנים ומבנה רב-שכבות

גישה מעשית אחת היא להשתמש בחומרים ביו-דידידיים רק במרכיבים שאינם מבניים (למשל, ירידות, כיסויים, בלוטות כבל) תוך שמירה על מתכת או פלסטיק קונבנציונלי עבור חלקים עמוסים ביקורתיים. אסטרטגיה נוספת היא ליישם ציפוי ביו-דמדן דק המגן על החומר במהלך חיי הדואר של הדחף ולאחר מכן מחית לאחר מתן, לדוגמה, שכבה של פוליפולקט אחד (L) שיכולה לספק גם מחוספסת חיים איטי יותר.

מערכות היברידיות ועיצוב מעגלי

עיצוב דחף עבור מעגליות - שבו חלקים biodegradable מופרדים בקלות ממתכת ניתנת לחזרה או רכיבים שאינם מבולגים שאינם מבולדים - ניתן לשלוט על עיבוד מקצה החיים. A חוטed או חיבור מתאים בין להב ביומדן ורכז מתכת מאפשר להב להיות מוחלש ומתואם בעוד המרכז הוא בשימוש חוזר.

השפעה סביבתית והערכה מחזור חיים

כדי לקבוע אם הדחפורים הביולוגיים באמת להפחית את הנזק הסביבתי, הערכה מקיפה של מחזור חיים (LCA) היא חיונית.ה-LCA חייב לקחת בחשבון רכישת חומרי גלם, ייצור אנרגיה, תחבורה, שלב השימוש, וגורל סוף החיים.

השפעות חומריות Raw

ביופלסטים מגידולים חקלאיים מעוררים חששות לגבי שימוש בקרקע, הפריון מתפוגגת המזון ותחרות המזון.עם זאת, הדור הבא של הזנות כגון אצות, פסולת מזון, ושרידים חקלאיים יכולים להפחית את הבעיות הללו.סיבים טבעיים כמו flax ויש לו השפעה סביבתית נמוכה יחסית לקילוגרם, במיוחד כאשר גדל בסבב עם גידולי מזון.

ייצור אנרגיה ומים

ייצור PLA צורכת פחות אנרגיה מאשר של פלסטיק מבוסס נפט רבים, אבל PHA דורש אנרגיה משמעותית עבור תסיסה וטיהור מים. השימוש במים משתנה: פירות יבולים זקוקים השקיה באזורים יבשים, בעוד שטיפוח חיידקי דורש מים סטריליים. A מתוכנן היטב LCA תוכנן היטב ישווה את הקלטים האלה נגד הזיהום הנמלט מחומרים מסורתיים.

שלב השימוש בסביבת Marine Environment

במהלך החיים התפעוליים של הדחף, חומרים ביו-דידיים אסורים להעלים מונומרים רעילים או תוספים למים.מיקרופלסטיים שופכים משחיקה היא סיכון לכל פולימרים, וניתן להבחין בהם באופן ביולוגי – אם הם מתפצלים לחלקיקים שהם גדולים מדי או איטיים מדי מכדי לטבוליטים, הם עדיין יכולים לפגוע באורגניזמים רק מנקה.

סוף סוף החיים Scenarios

היתרון הסביבתי של biodegradability הוא הבין רק אם הרכיב נכנס מסלול השפלה מתאים.אם להב מואץ משתנה התאושש ממוחזר ומחזר לחומר חדש, רכוש הביו-ההה שלו עשוי להיות מבוזבז - אבל מחזור מכני של biodegrading של bioplastics הוא אפשרי ויכול להפחית את הצורך עבור פליטת פחמן-אזור עדיין תלוי על ידי פליטה מלאה.

אימוץ עתידי של Outlook ותעשייה

הצי, החברות הסיווגיות והפיקטורים הסביבתיים מעצבים בהדרגה מסגרת שיכולה להאיץ את אימוץ החומרים הביו-דידידיים בדחפורים ימיים.ועדת הגנת הסביבה של IMO כללה ירידה ימית בתזמנה שלה, ותקנות המשלוח של האיחוד האירופי מעודדות שימוש בחומרים שאינם מכילים חומרים מסוכנים.

מחקר משותף ופרויקטי טייס

קונסורטוריה תעשייתית כמו יוזמת המשלוח בר קיימא ומועצת הנחתים הירוקים השיקה פרויקטים של טייס כדי לבדוק רכיבים דווכיים על כלי עבודה. מפעיל מעבורת נורבגית התקנת לאחרונה קבוצה של ירידות מפוצצים של PLA; לאחר שנתיים של שירות, ההדקות הראו רק שחיקה קטנה ולא כשל מבני.

רגולציה ופיתוח אישור

DNV GL ו- Bureau Veritas מפתחים ניכויים של חומרים ידידותיים לסביבה.התפיסות האלה יחייבו תוצאות בדיקות ביו-דה-דירוגיות מתועדות ל- ISO 14855 (התחנה אירובית) ו- ISO 19679 (השביעה של מרמיין) חומר העובר את שני הבדיקות עם מגבלות מוגדרות על ecotoxicity תקבל הצהרה של עמידה. לאחר שתקנים כאלה יתקבלו, יהיו ברורים להנחיות רכש.

המונחים: Mainstream Adoption

בתוך שלוש עד חמש שנים, חומרים ביו-דידה צפויים להיות סטנדרטיים עבור רכיבים לא-הוראהיים כגון כיסויים, קשרים כבלים, וקווי ריצוף.עבור חלקים מבניים נושאי עומס, ציר זמן של שבע עד עשר שנים הוא מציאותי.הנהגים העיקריים יהיו משופרים ניסוחים חומריים (במיוחד PHA מתמזגים עם ננופלים), ייצור מורכב אוטומטית, והלחץ הכלכלי מכספי פחמן ופסולת מפלסטיקה מוכנים כעת להשקעות ירוקות.

חומרים biodegradable מציעים דרך מוחשית להפחתת טביעת הרגל האקולוגית של הדחפורים הימיים.הטכנולוגיה עדיין לא בוגרת מספיק עבור כל היישומים, אבל התקדמות מתמדת במדע החומרי, הגנה על הציפוי, ועיצוב היברידי סוגר את הפער. על ידי התמקדות במרכיבים שבהם הסיכון הביו-דהגרדה מתקבל על הדעת ודרישות הביצוע הן בינוניות, התעשייה יכולה להתחיל לעבור היום, לצבור ניסיון תפעולי ולהוביל דרישה זו תהיה נמוכה יותר עבור דחף בר קיימא של מחר.