החשיבות הגוברת של שמנים המבוססים על ביולוגית בלובריות תעשייתיות בת קיימא

סיכה תעשייתית היא הדם של ייצור מודרני, תחבורה, ייצור אנרגיה. מרכיבים מכונות - ממכשירים ומנושאים במערכות הידראוליות ודחוסים - באופן משמעותי על רווחי ביצועים גבוהים כדי להפחית את החיכוך, להתפוגג חום, ולמנוע ללבוש.עבור חלק טוב יותר של מאה, שמנים מינרלים שמקורם נפט גולמי נשלטים, עם זאת, מודעות גוברת של ההשלכות הסביבתיות שלהם - זיהומים סביבתיים, כמו גם מפני זיהומים סביבתיים, יש יותר, כמו גם חומרים סביבתיים, כמו גם על ידי פחמן, יש נטייה, כמו גם על פני כדוריות, יש יותר, כמו גם חומרים סביבתיים, כמו גם על פני כדוריות, כמו גם על פני כדוריות, יש נטייה, 000, 000, יש נטייה ביולוגית, 000, יש יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוצקה, 000, 000

מאמר זה חוקר את ההרכב, היתרונות הסביבתיים, אתגרים טכניים, ואת הפוטנציאל העתידי של שמנים המבוססים על ביולוגית בצמצום טביעת הרגל האקולוגית של סיכה תעשייתית.כפי לחץ רגולטורי עולה ומטרות קיימות תאגידיות להדק, הבנת התפקיד של אלה lubricants מתחדשים הופך חיוני עבור מהנדסים, מנהלי רכש, וקציני תאימות סביבתיים כאחד.

מה הם שמנים המבוססים על הביולוגי?

שמנים המבוססים על ביולוגית הם lubricants שנעשו בעיקר מזין ביולוגי מתחדשים.המקורות הנפוצים ביותר כוללים שמנים צמחיים (כגון אונס, סויה, פריחה, דקל, שמן צלוי, שמן צלי חיות (tallow, lard), ואפילו משמן אצות-דרדר. אלה חומרים גולמיים עוברים מחוסנים, במקרים רבים, שינויים כימיים כגון סטיות, חיתול, מינרלים, או עמידות, מינרלים.

בניגוד לשמן מינרלים, אשר מופקים ממאגרים לא ניתנים להתחדשות, שמנים המבוססים על ביולוגית הם ביו-דידה ולא רעילים.הם לעתים קרובות לעמוד בסטנדרטים סביבתיים מחמירים כגון מבחן ה-OECD עבור ביו-דידה מוכן וקריטריונים של Ecola אירופאי עבור lubricants.המונח "biolubricant" יכול ליישם הן מוצרים המבוססים על-ביו והן לשילובים המבוססים על בסיס ביולוגי.

חשוב להבחין בין לוטרינטים המבוססים על שמן צמחי רגיל לבין esters סינתטיים מתקדמים.בעוד שמן צמחי ישר (למשל, שמן קנולה) ניתן להשתמש בכמה יישומים נמוכים, הם סובלים מיציבות אוקסידית ירודה וטווחי טמפרטורה הפעלה צרים.

מוצרי מפתח עבור לובריקאים תעשייתיים המבוססים על ביולוגית

  • (ב) ,0) ,Rapeseed OilFLT:1 - בשימוש נרחב באירופה, המציעה שפע טוב ומדד מהירויות, אך יציבות חמצן מתונה.
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ 0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • [ה]התיישבות:0] ,[דרוש מקור] [ה]] – יציבות גבוהה של חמצן, אך חששות סביבתיים לגבי מחיקת הנזילות; מקורם יותר ויותר מצמחים בר-קיימא מוסמכים.
  • (ב) ⁇ :0) שומנים אנמיים (tallow) ,(FLT:1) – עלות נמוכה יותר, שפעילה טובה; בשימוש בנוזלים תעשייתיים נישה ונוזלי עיבוד מתכת.
  • (ב) ,0) ,אלגה נפטפל (Algae OilFLT:1) - הזנה מתפתחת עם תשואה גבוהה ופוטנציאל מתחדשים; כיום מוגבל על ידי עלויות הייצור.

יתרונות סביבתיים של שמנים המבוססים על ביולוגית

הנהג העיקרי לאמץ את הלובקים המבוססים על ביו הוא ההשפעה הסביבתית מופחתת שלהם על פני כמה ממדים. היתרונות האלה הם קריטיים במיוחד ביישומים שבהם דליפת סיכה או לשפוך לתוך אדמה או מים הוא בלתי נמנע - כגון יער, כרייה, חקלאות, חקלאות, פעולות ימיות, ומערכות הידראוליות ליד נתיבי מים.

Biodegradability

שמנים המבוססים על ביולוגית בדרך כלל מתפרקים באופן טבעי באמצעות פעילות מיקרוביאלית לפחמן דו-חמצני, מים וביומסה. מוכן ביו-דידה (OECD 301) פירושו שלפחות 60–70% מההתרעות החומריות בתוך 28 ימים.בניגוד, שמנים מינרלים יכולים להימשך בסביבה במשך עשרות שנים, ויצרו slicks on water Surfaces ו accumating in משקעים, שבו הם עלולים להיות אורגניזמים אקולוגיים להפחית באופן דרסטי של חומרים מזיקים.

המונחים: low toxicity

שמנים מינרליים מכילים פחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAHs) ותרכובות אחרות רעילות לחיים מימיים. שמנים המבוססים על ביו-בי-קי, במיוחד אלה שעודנים משמן צמחי-דרגת מזון, יש רעילות מינימלית וסווגים כ"לא רעילים מבחינה טכנית" על ידי תקני EPA.זה קריטי עבור יישומים במערכות אקולוגיות רגישות, כגון טורבינות כוח הידרו-כוח, רוחות offshore, או מקורות מים חקלאיים.

שימוש חוזר

על ידי החלפת מלאי בסיס מאובן עם שמנים צמחיים מתחדשים, התעשייה מפחיתה את התלות שלה על שמן גולמי.פחמן בשמנים המבוססים על ביולוגית הוא חלק מחזור הפחמן העכשווי - CO2 המשוחרר במהלך הביודה או הבעירה שווה בערך ל- CO2 נספג על ידי הצמחים במהלך הצמיחה, וכתוצאה מכך AFLT:0ne-ne-NUMRal Carbon FootLTFLTer , לעומת זאת, לעומת CO2b, עלייה חדה.

צמצום פליטות פחמן

הערכות מחזור חיים מראות כי lubricants מבוסס ביולוגית יכול להפחית פליטות גזי חממה על ידי 30-70% בהשוואה שמנים מינרלים, בהתאם לנתיבי מזון וייצור.לדוגמה, מחקר של איגוד הביופלסטיקים האירופי מצא כי מעבר לנוזלים הידראוליים המבוססים על ביולוגית בציוד הירקארי מופחת פליטות מזחלות על ידי 40–50%.

כמות מינימלית של Soil ו- Water Contamination

אפילו דליפות קטנות מקווים הידראוליים או ארגזים יכול ליישב כמויות גדולות של אדמה או מים. שמנים המבוססים על ביו-דמדן, להוות נטל תיווך נמוך בהרבה.במקרה של שפך, תנופה טבעית מואצת, לעתים קרובות מבטלת את הצורך בהליכים לניקוי יקר.זו הסיבה לכך פארקים לאומיים רבים, אזורי הגנה למים, וכלי שיט ימיים עכשיו צריך את השימוש של lubirs סביבתיים מקובלים (Ericants).

אתגרים ושיקולים טכניים

למרות ההבטחה הסביבתית שלהם, שמנים המבוססים על הביולוגי אינם תחליף לנפט המינרלי לכל יישומי הנפט.הם עומדים בפני כמה מכשולים טכניים אשר הגבילו את אימוץם מבחינה היסטורית, עם זאת, התקדמות מתמשכת בכימיה ועיבוד שמן הבסיס הם צמצום פערי הביצועים.

אוקסידטיבי ויציבות הירומית

אחת המגבלות המשמעותיות ביותר של לובריטים המבוססים על הביולוגית המוקדמת הייתה התנגדות גרועה לחמצן בטמפרטורות גבוהות. חומצות שומן בלתי רוויות בשמן צמחי (למשל, חומצה linoleic ו linolenic) נוטות לתקוף על ידי חמצן, מה שמוביל לייצור מזחלות, עלייה מולטי, ולהפיקד.

יציבות הידרוליטית

כאשר מים מאגדים את מערכת ההשמצה (המוגן בתהליכים תעשייתיים ימיים ורטובים), esters יכולים להשקית בחזרה לתוך חומצותיהם ואלכוהול, הגדלת חומציות והפחתה של קורוזיה.

ביצועים קרים

שמנים טבעיים רבים מבססים או הופכים להיות יותר מדי מולקול בטמפרטורות נמוכות. שמן רפאס, למשל, יש נקודת לשפוך סביב 10 מעלות צלזיוס באמצעות שינוי כימי (למשל, היווצרות estolide או ענף) ושילוב עם רכיבים סינתטיים, לשפוך נקודות ניתן להפחית עד -30 מעלות צלזיוס או נמוך יותר, מה שהופך אותם מתאימים ציוד חיצוני באקלים קר.

אחריות על

לובריקים המבוססים על הביולוגית בדרך כלל לשאת את דמי הייצור של 1.5x ל 4x בהשוואה שמנים מינרליים קונבנציונליים.הפרימה זו עולה מעלויות הזנה גבוהות יותר, קשקשים קטנים יותר, והשקעה הון הנדרשת למפעלי esterification.עם זאת, כאשר העלות הכוללת של גורמי בעלות בעלות בעלות בעלות בעלות בעלות נמוכה יותר בעלויות של פסולת נמוכה יותר, אחריות סביבתית מופחתת ופוטנציאל לחיים בציוד ארוכים יותר ביישומים, המצב הכלכלי מחזק צמיחה ותהליך החדשנות הם בהתמדה.

שימוש ב-Surcing and Land Use

אימוץ נרחב של ביודיוזל וביולוליים של הדור הראשון העלה חששות לגבי תחרות עם גידולי מזון, פיזור, ואובדן המגוון הביולוגי.התעשייה מגיבה על ידי קידום הזנות בלתי ניתנות להשגה (jatropha, באולינה, אגורה), שמנים פסולת (שמן בישול משומש, גובה ממתן), ונהגים חקלאיים מתקדמים (הסמכת RSPO עבור דקל אחראי אסטרטגיה היא חיונית כדי להבטיח את היתרונות הסביבתיים שאינם מבוססים על ידי שימוש בנפט צמחיים שאינם מבוססים על ידי חומרים סביבתיים.

יישומים תעשייתיים וביצועים אמיתיים

פלואידים הידרוקוליים

מערכות הידרוקוליות הן פלח היישום הגדול ביותר עבור לובקים תעשייתיים.נוזלים הידראוליים המבוססים על ביולוגית (למשל, HEES - Hydraulic Environmental Ester Synthetics) נמצאים בשימוש נרחב בציוד יער, מכונות מובלות אדמה, ובנייה עירונית.נוזלים אלה עומדים ב- ISO 15380 ומציעים אינדקס מולטי, אנטי-אלכוהול טוב, והגנה על קורוזיה מפני מקרים אירופיים מופחתים מ- 60% שעות ביממה.

Gear and Bearing Oils

תיבות הילוכים גבוהות בטורבינות רוח, מקהלות, ועיתונות נהנים מההשממה הטבעית של esters. Bio-based , שמן ציוד מבוסס-ביו הוכח להפחית את משככי החיכוך ב -10-15% בהשוואה לשמנים מינרלים, הורדת צריכת האנרגיה. כמו Klüber Lubrication ו- Fuchs מציעים שמנים הילוך סינתטי לחלוטין מבוסס-ביו-בסיס כי הם פוגשים 9005 טמפרטורות לפעול באופן אמין ל טמפרטורות C-20 מעלות.

Metalwork Fluids

בחיתוך מתכת ויצירת, שמנים מבוססי ביולוגי מציעים קירור מעולה שבב פלושינג, יחד עם סיכונים דרמטיים מופחתים עבור מפעילי. נוזלי חיתוך צמחיים בשימוש בהצלחה באלומיניום מאצ'ינג, שבו הסיומת הנמוכה שלהם מבטלת את הצורך בהוספת ביוצידה.ספק רכב גדול החליף ממין מבוסס שמן מבוסס שמן קירור עם חלופה מבוססת ביולוגית ודיווח על כלי חיים ב -30%.

המונחים: offshore Lubrication

התעשייה הימית היא משתמש כבד של סיכה מקובלת לסביבה (EALs) בשל תקנות בינלאומיות (EPA VGP, IMO הנחיות) צנרת סטרן, מערכות דחף וציוד הסיפון כיום להשתמש לעתים קרובות על בסיס ביו-מבוססים על מאגרים ושמן.חיל הים האמריקאי בחן נוזלים הידראוליים על מספר מחלקות של אוניות, לא שווה ערך והשפעה סביבתית מופחתת באופן משמעותי מפריאות.

שרשרת וקונבור לובריטיס

בעיבוד מזון ואריזות, שמן שרשרת מבוסס ביולוגית מועדפים על תאימות ברמת המזון שלהם ואת הטבע הלא רעיל שלהם.הם מבצעים היטב בשרשרת תנורי טמפרטורה נמוכה עד בינוני ומעבירים מזחלים, ואת הגמישות שלהם מפשטת הליכים.

סטנדרטי נוף ותעשייה

תקנות ממשלתיות וקולות מרצון מאיצים את אימוץ של lubricants מבוסס ביולוגית:

  • (FLT:0)EU Ecolabel (2011/EU)IRLT 1:1 - Categorize lubricants by Application (hydraulic, הילוכים, שרשראותaw, וכו ') ודורש תוכן מתחדשים מינימלי ושערי הפחתתיות ביולוגית.
  • (FLT:0)U. EPA Vessel General Permit (VGP)FLT:1 - מאז 2013, כל כלי המסחרי הפועלים במים בארה"ב חייבים להשתמש ב lubricants מקובלים סביבתיים בכל מערכת שעשויה לפטור שמן למים.
  • (FLT:0) ,OECD 301 ו -302 בדיקות FLT:1 - מדדי ביו-דידה סטנדרטיים; שמנים המבוססים על ביולוגית רבים להשיג מעמד "יגלוי מאוד" (בלטינית: ).
  • (ב) מלאך כחול (גרמניה) FLT:1 - הוענק לולאריקנים עם השפעה סביבתית נמוכה וביצועים גבוהים.
  • (FLT:0) חידוש של פחמן דו-חמצני 1 (FLT:1) - כמה תקנות לאומיות ומדיניות רכש ציבורית ירוקה הציבו מטרות תוכן פחמן מבוססות-ביו מינימליות (למשל, חוק צרפת הדורש 25% תוכן מתחדשים בנוזלים הידראוליים עד 2025).

תקנות אלה יוצרות משיכה שוק המעודד יצרנים lubricant להשקיע ב-R&D ולהגדיל את הייצור.על פי דו"ח של מחקר גרנד View, שוק הביוקלוביקורים העולמי צפוי לגדול ב CAGR של 6.8% מ-2024 עד 2030, המונעת בעיקר על ידי מנדטים רגולטוריים ומחויבויות של אפס תאגידי.

חידושים ו-Outlook

העתיד של ביו-מבוסס סיכה תעשייתי נראה מבטיח, הודות לגל של חידושים בכימיה של שמן בסיס, תוספים וטכנולוגיה ייצור.

אסטרס סינתטי מתקדם

esters הדור הבא, כגון esters פוליקול מ חומצות שומן רוויות ו estolides מ חומצות שומן הידרוקסי, מציעים יציבות תרמית מעל 250 מעלות צלזיוס ו- סטיות מעל 200. שמנים אלה יכולים להתאים או להתעלות על הקבוצה IV PAOs ביישומים מדכאים קיצוניים תוך שמירה על יכולת ביולוגית מלאה.

ננונו-חומרים biolubricants

החוקרים בוחנים את תוספת של חלקיקים (graphene, molybdenum disulfide, בורון nitride) לשמן מבוסס ביולוגית כדי לשפר ביצועים בלחץ קיצוני, להפחית את החיכוך ולשפר את מוליכות תרמית. תוצאות מוקדמות להראות הפחתה של חיכוך של מעל 20% עם כמויות מינימליות של תוספים, ללא סיבוכים ביומדרדנטיות.

אינטגרציה כלכלה מעגלית

שמן בישול משומש וגבוה ממכשירים הופכים להיות מומרים יותר ויותר לתוך lubricants מבוסס ביולוגית באיכות גבוהה באמצעות esterification ומינומציה.זה סוגר את הלולאה על זרמי פסולת ומונע סכסוכים לשימוש הקרקע. מחקר מאוניברסיטת Hull הראה כי הידרופט שמן בישול פסולת esters שבוצעו במקביל לאנוס estersed בבדיקות משאבה הידראוליות.

חיי מחזור אופטימיזציה

חברות משלבות ניתוח נתונים ולמידה מכונה כדי לחזות השפלה סיכה ואופטימיזציה של מרווחי שינוי. עבור שמנים המבוססים על ביולוגית, ניטור בזמן אמת של מספר חומצה, איכות, ותוכן מים יכול להאריך את חיי השירות ולהקטין את עלויות מחזור החיים. כמה יצרנים bio-lubrit עכשיו מציעים recapture ו recapture מחדש תוכניות, עוד צמצום צריכת משאבים.

הרחבה ל High-Temperature and Extended-Drain Applications

מתקדם בחבילות תוספים - במיוחד נוגדי חמצון כמו תרכובות אמיניות ופנווליות - הרחיבו את טווח הטמפרטורה הנתעב של שמנים מבוססי-ביו עד 120-140 מעלות C רציף, עם ספייקים מזדמנים מדי פעם ל-160 מעלות צלזיוס בשילוב עם מערכות סינון, שמנים ציוד ביולוגי בטורבינות רוח להשיג כעת מרווחי ניקוז של 5-7 שנים, התאמת שמנים מינרלים קונבנציונליים.

מסקנה

שמנים המבוססים על ביולוגית מייצגים מסלול מוחשי כדי להפחית באופן משמעותי את ההשפעה הסביבתית של סיכה תעשייתית.הביודידות שלהם, רעילות נמוכה, מיקור מתחדש, מחזור פחמן הטבות תואמים עם מטרות קיימות גלובליות. בעוד אתגרים טכניים כגון יציבות חמצון, תכונות זרימה קר, ועלות להישאר, חידושים מתמשכת בתאים סינתטיים, ננוטכנולוגיה, פסולת וזרימת זרימה הם סגירה מהירה פער הביצועים.

אימוץ התעשייה כבר מאיץ על פני מגזרים - הידרוקלים ביערות ובבניה, שמן ציוד באנרגיה רוח, נוזלי מתכת ברכב, ו-EALs ימיים - מונעים על ידי מנדט רגולטוריים, תוכניות אחריות תאגידית, ועלות כוללת של יתרונות בעלות. עבור מהנדסים ואנשי מקצוע רכש להעריך lubricants, שמנים המבוססים על ביו-בסיס ראוי לשקול לא רק את היתרונות הסביבתיים שלהם, אלא גם עבור אמינותם מוכחת ביישומים מוכחים.

בעוד הכלכלה העולמית עוברת למודל מעגלי, נמוך פחמן, לתעשיית הלובריקאט יש הזדמנות ברורה להוביל למשל.עם המשך המחקר, מיקור אחראי וכלכלה חכמה, סיכה מבוססת ביולוגית כבר לא אלטרנטיבה נישה אלא אבן הפינה של תרגול תעשייתי בר קיימא.

(המאמר הזה מסופק למטרות מידע ואינו מהווה ייעוץ הנדסי מקצועי או רכישתי.תמיד להתייעץ עם יצרני ציוד וספקי סיכה להמלצות יישום ספציפיות.