سوخت زیستی چیست؟

1 اسفند 1387

اصفهان امروز- محمد فرمان آرا

"بیودیزل" یا سوخت زیستی نوعی سوخت است که از روغن گیاهان و چربی حیوانات بدست می آید و به مراتب پاکتر و سازگار تر با محیط زیست نسبت به سوخت های فسیلی است. این سوخت ها قابلیت ترکیب با بنزین معمولی در موتورهای جدید و نوین را دارند و می توان از آنها در کنار بنزین معمولی استفاده کرد. آلایندگی کم، در دسترس و قابل تجدید بودن این سوخت ها باعث شده که امروزه در دنیا طرفداران بسیاری پیدا کنند. اما در این میان برخی از سازندگان خودرو ها به مخالفت با استفاده از این سوخت ها پرداخته اند. آنها بر این باورند که سوخت های زیستی نسبت به سوخت های فسیلی چسبندگی بیشتری دارند و این ویژگی آنها باعث آسیب زدن به موتور خودرو می شود. البته دانشمندان پیشنهاد می کنند که با مخلوط کردن سوخت های زیستی و بنزین فسیلی و یا با بکار بردن سیستم گرم کننده سوخت می توان این مشکل را بر طرف نمود.
بعد از جنگ جهانی دوم برای بالا بردن عدد اکتان بنزین مقداری سرب به آن اضافه کردند که این امر باعث بوجود آمدن یک لایه سربی در جو زمین و بارش باران های اسیدی شد. کاربرد دیگر سوخت های زیستی در ترکیب با بنزین های با میزان سرب پایین است.
سوخت های زیستی به صورت جامد، مایع و گاز وجود دارند که از مواد بیولوژیکی که به تازگی مرده اند بدست می آید. به طور نظری سوخت های فسیلی می توانند از هر منبع کربنی بیولوژیکی بدست بیایند اما مهمترین منبع آن گیاهان فوتوسنتزی هستند. به طور معمول از سوخت های زیستی در وسایل نقلیه سنگین، سیستم گرمایشی منازل و اجاق ها استفاده می شود.
دو روش برای تولید سوخت های فسیلی وجود دارد. در روش اول به گیاهانی که قند فراوان دارند (نی شکر، چغندر قند و ...) نوعی مخمر می افزایند که با استفاده از آن می توان اتیل الکل یا همان اتانول را بدست آورد. در روش دیگر روغن گیاهانی مانند درخت خرما، سویا و ... را حرارت می دهند تا چسبندگی آنها (ویسکوزیته) کاهش یافته و بتوان از آنها مستقیماً به عنوان سوخت در موتور های دیزلی استفاده نمود.

عدد اکتان چیست؟

1 اسفند 1387

اصفهان امروز- محمد فرمان آرا

عدد اکتان مقیاسی برای اندازه مقاومت بنزین و سایر سوخت ها در برابر انفجار در موتورها است. موتورهای با کارایی بالا معمولاً نسبت تراکم بالا و به تبع آن قابلیت انفجار بالایی نیز دارند به همین خاطر اینگونه موتورها به سوخت هایی با عدد اکتان بالا نیاز دارند. اما موتورهای با کارایی پایین به دلیل نسبت تراکم ثابتی که در هنگام طراحی برای آنها در نظر گرفته شده، سوخت های با عدد اکتان بالا تاثیر چندانی در عملکرد آنها ندارد.
در موتورهای 4 زمانه، مرحله قبل از احتراق مرحله تراکم است. سوخت دراین مرحله توسط پیستون تحت فشار قرار داده و متراکم می شود. میزانی که سوخت در این مرحله متراکم می شود "نسبت تراکم" موتور نامیده می شود و هنگام طراحی موتور تعیین می شود. این نسبت تراکم ممکن است بین 8 تا 10 باشد.
با استفاده از عدد اکتان می توان میزان تراکم پذیری سوخت مورد نظر را اندازه گرفت و یا بر عکس. این عدد به ما نشان می دهد که سوخت تا چه اندازه می تواند متراکم شود بدون آنکه به خودی خود در اثر فشار منفجر شود. هنگامی که سوخت در مرحله تراکم و قبل از جرقه زنی منفجر شود اصطلاحاً می گویند حالت "ضربه" پیش آمده است که می تواند ضررهای زیادی را به اجزای موتور برساند. به همین خاطر در نظر گرفتن عدد اکتان سوخت مصرفی موتور در هنگام طراحی آن بسیار مهم است. به عنوان مثال یکی از راه های افزایش قدرت موتور، افزایش نسبت تراکم است. بدین ترتیب که موتورهای با کیفیت بالا از نسبت تراکم بالایی نیز برخوردار هستند و به همین منظور نیاز به سوخت هایی با عدد اکتان بالا دارند. مزیت استفاده از این گونه سوخت ها در موتور این است که بدون تغییر دادن حجم موتور و افزایش وزن آن می توان قدرت بیشتری از آن بدست آورد. اما استفاده از چنین سوخت هایی هزینه بالایی دارد.
به کاربردن نام اکتان برای اندازه میزان مقاومت سوخت در برابر احتراق برگرفته از این موضوع است که این خصلت سوخت با ایزو اکتان (ایزومری از اکتان) نرمال هپتان مقایسه می شود. ایزو اکتان بالاترین مقاومت در برابر احتراق خود بخودی را دارد و می تواند بیشتر از سایر سوخت ها متراکم شود. به همین خاطر عدد اکتان آن را معادل 100 گرفته و در مقابل نرمال هپتان کمترین مقاومت را دارا می باشد و عدد اکتانی که به آن اطلاق می شود، صفر است. به عنوان نمونه بنزین با عدد اکتان 87 درصد را می توان به صورت مخلوطی از ایزواکتان و نرمال هپتان در نظر گرفت که به ترتیب با درصد حجمی 87 درصد و 13 درصد با هم مخلوط شده باشند. این بدان معنا نیست که بنزین واقعاً شامل این دو هیدروکربن است بلکه مقاومتی معادل مخلوطی که در بالا گفته شد از خود نشان می دهد.
معمول ترین روش برای اندازه گیری عدد اکتان روش "تحقیق عدد اکتان" (Research Octane Number) است. (RON) که مخفف تحقیق عدد اکتان است بوسیله وارد کردن سوخت به موتورهای آزمایشگر با نسبت های تراکم متفاوت در شرایط کنترل شده و مقایسه نتایج با مخلوط ایزو اکتان نرمال هپتان، مشخص می شود.
امروزه سوخت هایی نیز وجود دارند که که عدد اکتان آنها بیشتر از 100 نیز می باشد. این امر به خاطر این است که ایزواکتان هم اکنون مقاوم ترین سوخت در برابر احتراق نیست. سوخت های مسابقه ای که در ماشین های مخصوص مسابقه به کار برده می شود و سوخت AvGas که سوخت های مصرفی در هواپیماها هستند و هم چنین سوخت های الکلی مانند متانول و اتانول از جمله سوخت هایی هستند که عدد اکتان آنها بیشتر از صد است.