Bahan api minyak sayuran

Minyak sayuran boleh digunakan sebagai bahan api alternatif dalam enjin diesel dan dalam penunu minyak pemanas. Apabila minyak sayuran digunakan secara langsung sebagai bahan api, sama ada dalam peralatan yang diubah suai atau tidak diubah suai, ia dirujuk sebagai minyak sayuran lurus (Straight vegetable oil, SVO) atau minyak tumbuhan tulen (Pure plant oil, PPO). Enjin diesel konvensional boleh diubah suai untuk membantu memastikan kelikatan minyak sayuran cukup rendah untuk membolehkan pengatoman bahan api yang betul. Ini menghalang pembakaran yang tidak lengkap, yang akan merosakkan enjin dengan menyebabkan pengumpulan karbon. Minyak sayuran lurus juga boleh diadun dengan diesel konvensional atau diproses menjadi biodiesel, HVO atau biocecair untuk digunakan di bawah julat keadaan yang lebih luas.

Sejarah

Rudolf Diesel adalah bapa kepada enjin dan namanya beliau telah termaktub di dalam penciptaannya. Percubaan pertamanya ialah mereka bentuk enjin untuk berjalan di atas habuk arang batu, tetapi dia kemudiannya mereka bentuk enjinnya untuk menggunakan minyak sayuran. Idea itu, beliau berharap, akan menjadikan enjinnya lebih menarik kepada petani yang mempunyai sumber bahan api yang mudah didapati. Dalam pembentangan pada tahun 1912 kepada Institut Jurutera Mekanikal British, beliau menyebut beberapa usaha dalam bidang ini dan berkata, "Fakta bahawa minyak lemak daripada sumber sayuran boleh digunakan mungkin kelihatan tidak penting hari ini, tetapi minyak sedemikian mungkin menjadi dalam perjalanan masa yang sama pentingnya dengan beberapa minyak mineral semula jadi dan produk tar sekarang." ^[1]

Kekurangan bekalan petroleum berkala telah mendorong penyelidikan ke dalam penggunaan minyak sayuran sebagai pengganti diesel pada tahun 1930-an dan 1940-an, dan sekali lagi pada tahun 1970-an dan awal 1980-an apabila minyak sayuran lurus menikmati tahap kepentingan dalam penyelidikan saintifiknya yang tertinggi. Tahun 1970-an juga menyaksikan pembentukan perusahaan komersial pertama yang membolehkan pengguna menjalankan minyak sayuran lurus di dalam kereta mereka, Elsbett dari Jerman Barat. Dalam konflik Bougainville pada tahun 1990-an, penduduk pulau terputus bekalan minyak akibat sekatan yang menyuburkan kenderaan mereka dengan minyak kelapa.^[2]

Aplikasi dan kebolehgunaan

Sistem bahan api yang diubah suai

Kebanyakan enjin kereta diesel sesuai untuk penggunaan minyak sayuran lurus (SVO), juga biasa dipanggil minyak tumbuhan tulen (PPO), dengan pengubahsuaian tertentu. Pada asasnya, kelikatan dan ketegangan permukaan SVO/PPO mesti dikurangkan dengan memanaskannya, biasanya dengan menggunakan sisa haba daripada enjin atau elektrik; jikalau tidak, pelbagai perkara yang negatif seperti pengatoman yang lemah, pembakaran tidak lengkap dan pengkarbonan akan terhasil. Satu penyelesaian biasa ialah menambah penukar haba dan tangki bahan api tambahan untuk campuran petrodiesel atau biodiesel dan menukar antara tangki tambahan ini dan tangki utama SVO/PPO. Enjin dihidupkan dengan diesel, ditukar kepada minyak sayuran sebaik sahaja ia dipanaskan, dan bertukar semula kepada diesel sejurus sebelum dimatikan untuk memastikan tiada minyak sayuran kekal dalam enjin atau saluran bahan api apabila ia dimulakan dari sejuk semula. Dalam iklim yang lebih sejuk, pemanasan saluran bahan api minyak sayuran dan tangki adalah sangat penting kerana ia boleh menjadi sangat likat dan juga menjadi pejal dalam keadaan suhu rendah.

Penukaran kereta kebal tunggal dibangunkan sebahagian besarnya di Jerman dan kini digunakan di seluruh Eropah. Penukaran ini direka bentuk untuk menyediakan operasi yang boleh dipercayai dengan minyak biji lobak yang memenuhi piawaian bahan api minyak biji lobak Jerman DIN 51605. Pengubahsuaian pada rejim permulaan sejuk enjin membantu pembakaran semasa dihidupkan dan semasa fasa pemanasan enjin. Enjin suntikan tidak langsung (Indirect injection, IDI) yang diubah suai yang sesuai telah terbukti boleh beroperasi dengan 100% PPO hingga suhu −10 °C (14 °F). Enjin suntikan terus (Direct injection, DI) biasanya perlu dipanaskan terlebih dahulu dengan pemanas blok atau pemanas diesel. Pengecualian ialah enjin VW TDI (Turbocharged Direct Injection) yang mana beberapa syarikat Jerman menawarkan penukaran tangki tunggal. Untuk ketahanan jangka panjang pengurangan selang pertukaran minyak diperlukan dan penyelenggaraan enjin perlu dilakukan secara berkala.

Enjin suntikan tidak langsung yang tidak diubah suai

Banyak kereta yang dikuasakan oleh enjin suntikan tidak langsung yang dibekalkan oleh pam suntikan dalam talian, atau pam suntikan Bosch mekanikal mampu berjalan pada SVO/PPO tulen dalam semua keadaan kecuali pada suhu musim sejuk. Enjin yang paling popular ialah enjin OM616 dan OM617 yang terdapat dalam kenderaan Mercedes-Benz W123 dan W124 yang dikeluarkan dari 1980 hingga 1985. Kenderaan Mercedes-Benz suntikan tidak langsung dengan pam suntikan sebaris dan kereta yang menampilkan enjin PSA XUD cenderung untuk berfungsi dengan munasabah, terutamanya kerana yang kedua biasanya dilengkapi dengan penapis bahan api. Kebolehpercayaan enjin bergantung pada keadaan enjin. Perhatian kepada aktiviti penyelenggaraan enjin, terutamanya penyelengaraan penyuntik bahan api, sistem penyejukan dan palam cahaya dapat membantu memanjangkan jangka hayat enjin. Sebaik-baiknya enjin akan ditukar.^[3]

Campuran minyak sayuran

Kelikatan kinematik minyak sayuran yang agak tinggi mesti dikurangkan untuk menjadikannya serasi dengan enjin penyalaan mampatan konvensional dan sistem bahan api. Pengadunan kosolvent ialah teknologi kos rendah dan mudah disesuaikan yang mengurangkan kelikatan dengan mencairkan minyak sayuran dengan pelarut berat molekul rendah.^[4] Pengadunan, atau "pemotongan" ini telah dilakukan dengan bahan api diesel, minyak tanah dan petrol, antara lain; namun, pendapat berbeza-beza tentang keberkesanan ini. Masalah yang ketara termasuk kadar haus dan kegagalan yang lebih tinggi dalam pam bahan api dan gelang omboh apabila menggunakan adunan.^[3]

Pemanasan rumah

Apabila bahan api cecair yang diperbuat daripada biojisim digunakan untuk tujuan tenaga selain pengangkutan, ia dipanggil biocecair (bioliquids) atau biobahan api (biofuels).^[5]

Dengan pengubahsuaian yang selalunya minimum, kebanyakan relau dan dandang kediaman yang direka untuk membakar minyak pemanas No. 2 boleh dibuat untuk membakar sama ada biodiesel atau minyak sisa sisa prapanas (Waste vegetable oil, WVO) yang ditapis. Pembakar minyak standard baharu diperakui untuk beroperasi pada 20% biodiesel (B-20). Campuran yang lebih tinggi boleh dilakukan dengan berhati-hati, kerana biodiesel cenderung membebaskan mendapan tertinggal sedia ada dalam tangki bahan api, yang mungkin cenderung menyumbat satu atau lebih penapis. Pembakar minyak konvensional cenderung tersumbat dan hangus jika lebih daripada pecahan minyak sayuran yang lebih kecil dicampur dengan bahan api minyak konvensional. Jika minyak sayuran dibersihkan di rumah oleh pengguna, WVO boleh menghasilkan penjimatan yang besar. Banyak restoran akan menerima jumlah minimum untuk minyak masak terpakai mereka, dan pemprosesan kepada biofuel agak mudah dan murah. Membuat minyak menjadi biodiesel melibatkan beberapa perubahan kimia toksik dan berbahaya. Membakar WVO yang ditapis secara langsung agak lebih bermasalah, kerana ia lebih likat dan mempunyai suhu penyalaan yang lebih tinggi; namun begitu, pembakarannya boleh dicapai dengan pemanasan awal atau penunu yang sesuai direka bentuk untuk beroperasi di atasnya. Oleh itu, WVO boleh menjadi pilihan pemanasan yang menjimatkan bagi mereka yang mempunyai kebolehan mekanikal dan eksperimen yang diperlukan.

Gabungan haba dan kuasa

Sebilangan syarikat menawarkan penjana enjin pencucuhan mampatan yang dioptimumkan untuk berjalan pada minyak tumbuhan di mana haba enjin sisa boleh dipulihkan untuk pemanasan.

Hartanah

Bentuk utama SVO/PPO yang digunakan di UK ialah minyak rapeseed (juga dikenali sebagai minyak kanola, terutamanya di Amerika Syarikat dan Kanada) yang mempunyai takat beku −10 °C (14 °F). Walau bagaimanapun penggunaan minyak bunga matahari, yang bergel di sekitar −12 °C (10 °F), ^[6] sedang disiasat sebagai cara untuk menambah baik cuaca sejuk bermula. Walau bagaimanapun, minyak dengan takat gelling yang lebih rendah cenderung kurang tepu (membawa kepada nombor iodin yang lebih tinggi ) dan lebih mudah terpolimer dengan kehadiran oksigen atmosfera.

Keserasian bahan

Pempolimeran juga telah dikaitkan dengan kegagalan komponen yang signifikan seperti pemecahan aci pam suntikan, kegagalan hujung penyuntik yang membawa kepada pelbagai dan/atau komponen kebuk pembakaran rosak. Kebanyakan masalah metalurgi seperti kakisan dan elektrolisis adalah berkaitan dengan pencemaran berasaskan air atau pilihan paip yang buruk (seperti tembaga atau zink) yang boleh menyebabkan pembentuk gel – walaupun dengan bahan api berasaskan petroleum.

Kesan suhu

Sesetengah negara di kepulauan Pasifik menggunakan minyak kelapa sebagai bahan api untuk mengurangkan perbelanjaan mereka dan pergantungan mereka terhadap bahan api import sambil membantu menstabilkan pasaran minyak kelapa. Minyak kelapa hanya boleh digunakan apabila suhu tidak turun di bawah 17 degrees Celsius (63 degrees Fahrenheit), melainkan kit SVO/PPO dua tangki atau aksesori pemanas tangki lain digunakan. Teknik yang sama dibangunkan untuk digunakan, sebagai contoh, pengggunaan minyak canola dan minyak lain dalam iklim sejuk boleh dilaksanakan untuk menjadikan minyak kelapa boleh digunakan dalam suhu lebih rendah daripada 17 degrees Celsius (63 degrees Fahrenheit)

Ketersediaan

Minyak sayuran kitar semula

Minyak sayuran kitar semula, juga dikenali sebagai minyak sayuran terpakai (Used vegetable oil, UVO), minyak sayuran sisa (WVO), minyak masak terpakai (Used Cooking oil, UCO), ^[7] atau gris kuning (dalam pertukaran komoditi), diperoleh daripada perniagaan dan industri yang menggunakan minyak untuk memasak.

Setakat tahun 2000, Amerika Syarikat mengeluarkan lebih daripada 11 bilion liter (2.9 bilion gelen) minyak sayuran kitar semula setiap tahun, terutamanya daripada penggoreng dalam industri di kilang pemprosesan kentang, kilang makanan ringan dan restoran makanan segera. Jika kesemua 11 bilion liter itu boleh dikitar semula dan digunakan untuk menggantikan jumlah petroleum yang setara dengan tenaga (kes yang ideal), hampir 1% daripada penggunaan minyak AS boleh diimbangi ^[8]. Menggunakan minyak sayuran kitar semula sebagai pengganti bahan api terbitan petroleum standard seperti petrol akan mengurangkan harga petrol dengan memelihara bekalan petroleum.

Minyak sayuran dara

Minyak sayuran dara, juga dipanggil minyak tumbuhan tulen atau minyak sayuran lurus, boleh diekstrak daripada tumbuhan semata-mata untuk digunakan sebagai bahan api. Berbeza dengan minyak sayuran terpakai, minyak sayuran dara bukan hasil sampingan industri lain, dan dengan itu prospeknya untuk digunakan sebagai bahan api tidak dihadkan oleh kapasiti industri lain. Pengeluaran minyak sayuran untuk digunakan sebagai bahan api secara teorinya dihadkan hanya oleh kapasiti pertanian sesuatu ekonomi. Walau bagaimanapun, berbuat demikian menjejaskan bekalan kegunaan lain minyak sayuran tulen.

Implikasi undang-undang

Cukai bahan api

Cukai ke atas SVO/PPO sebagai bahan api jalan adalah berbeza dari satu negara ke negara. Ada kemungkinan bahawa jabatan hasil di banyak negara bahkan tidak mengetahui penggunaannya atau menganggapnya terlalu tidak penting untuk digubal. Jerman pernah mempunyai cukai 0%, menyebabkan ia menjadi peneraju dalam kebanyakan perkembangan penggunaan bahan api.

Lihat juga

Biodiesel by region
Bioliquids
Civic amenity site; collection point for waste vegetable oil
Cooking oil
Dimethyl ether: another diesel fuel alternative
Food vs. fuel
Greasestock
Gutter oil (oil drainage or brown grease)
Issues relating to biofuels
The Big Green Bus
Vegetable oil recycling
Vegetable oil refining
Vegetable oils as alternative energy
Yellow grease
Grand Canyon Railway 4960

Rujukan

^ Knothe, Gerhard (2001). "Historical Perspectives on Vegetable Oil-Based Diesel Fuels" (PDF). Inform. American Oil Chemists' Society. 12 (11): 1103–1107. Dicapai pada 2021-04-20.
^ title di Pangkalan Data Filem Internet (IMDb) (2000) a documentary film
^ ^a ^b Pacific Islands Applied Geoscience Commission: "Coconut Oil Fuel Research in the Republic of the Marshall Islands"
^ Dunn, R. O. (2008). "Low-Temperature Flow Properties of Vegetable Oil/Cosolvent Blend Diesel Fuels" (PDF). ddr.nal.usda.gov. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 14 August 2011. Dicapai pada 23 April 2011.
^ "Renewable Energy Association Yearbook 2009" (PDF). Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2011-07-24.
^ Gregg, Forest. "Fuel Properties of Various Oils and Fats". Dicapai pada 2009-12-04.
^ Kotrba, Ron (September 23, 2014). "IncBio contracted to supply 2.4 MMgy biodiesel plant to Greece". Biodiesel Magazine. Dicapai pada 11 October 2014.
^ See Greenhouse gas emissions by the United States

Templat:Bioenergy

[1] Knothe, Gerhard (2001). "Historical Perspectives on Vegetable Oil-Based Diesel Fuels" (PDF). Inform. American Oil Chemists' Society. 12 (11): 1103–1107. Dicapai pada 2021-04-20.

[2] title di Pangkalan Data Filem Internet (IMDb) (2000) a documentary film

[geoscience1-3] Pacific Islands Applied Geoscience Commission: "Coconut Oil Fuel Research in the Republic of the Marshall Islands"

[4] Dunn, R. O. (2008). "Low-Temperature Flow Properties of Vegetable Oil/Cosolvent Blend Diesel Fuels" (PDF). ddr.nal.usda.gov. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 14 August 2011. Dicapai pada 23 April 2011.

[5] "Renewable Energy Association Yearbook 2009" (PDF). Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2011-07-24.

[6] Gregg, Forest. "Fuel Properties of Various Oils and Fats". Dicapai pada 2009-12-04.

[7] Kotrba, Ron (September 23, 2014). "IncBio contracted to supply 2.4 MMgy biodiesel plant to Greece". Biodiesel Magazine. Dicapai pada 11 October 2014.

[8] See Greenhouse gas emissions by the United States

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]