Επίδραση του χρόνου αποθήκευσης στη μικροβιακή και οξειδωτική υποβάθμιση του βιοντήζελ και του μείγματος Β7

Πέππας, Μιχαήλ; Peppas, Michail

dc.contributor.author	Πέππας, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Peppas, Michail	en
dc.date.accessioned	2019-04-08T11:19:17Z
dc.date.available	2019-04-08T11:19:17Z
dc.date.issued	2019-04-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48595
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16588
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ντήζελ κίνησης	el
dc.subject	Βιοντήζελ	el
dc.subject	Μακρά αποθήκευση	el
dc.subject	Μικροβιακή επιμόλυνση	el
dc.subject	Οξειδωτική σταθερότητα	el
dc.subject	Automotive diesel	en
dc.subject	Biodiesel	en
dc.subject	Long-storage	en
dc.subject	Microbial contamination	en
dc.subject	Oxidation stability	en
dc.title	Επίδραση του χρόνου αποθήκευσης στη μικροβιακή και οξειδωτική υποβάθμιση του βιοντήζελ και του μείγματος Β7	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Chemical engineering	el
heal.classificationURI	http://lod.nal.usda.gov/24636
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-09-01
heal.abstract	Σύμφωνα με τις σύγχρονες περιβαλλοντικές τάσεις στον τομέα των οδικών μεταφορών, τις ευρωπαϊκές οδηγίες και τα πρότυπα ποιότητας καυσίμων, πραγματοποιείται προσθήκη βιοκαυσίμων στα καύσιμα των επίγειων μεταφορών. Ειδικότερα, βάσει του ευρωπαϊκού προτύπου ΕΝ 590 προβλέπεται η προσθήκη βιοντήζελ (FAME – Fatty Acid Methyl Esters) στο ντήζελ κίνησης σε ποσοστό έως 7% κ.ό. Η χημική σύσταση του βιοντήζελ (FAME) και ο υγροσκοπικός του χαρακτήρας το καθιστούν περισσότερο βιολογικά ενεργό και ως εκ τούτου τα μείγματά του με το ντήζελ κίνησης δύνανται να είναι περισσότερο επιρρεπή στη μικροβιακή επιμόλυνση. Έχουν καταγραφεί πολλά περιστατικά στην εφοδιαστική αλυσίδα του ντήζελ / βιοντήζελ που σχετίζονται με φραγές φίλτρων αλλά και εμφάνιση ρωγμών σε μεταλλικές δεξαμενές και έχουν συνδεθεί με την ανάπτυξη μικροοργανισμών στα εν λόγω συστήματα καυσίμων. Το φαινομένο της βιο-υποβάθμισης του FAME και των μειγμάτων του με ντήζελ κίνησης φαίνεται να είναι εντονότερο σε εκτεταμένους χρόνους αποθήκευσης. Ως εκ τούτου, η μελέτη της σταθερότητας του βιοντήζελ σε συνθήκες μακράς αποθήκευσης σε συνδυασμό με την αποτελεσματική αντιμετώπιση των ανεπιθύμητων φαινόμενων που προκύπτουν από τη μικροβιακή υποβάθμισή του αποτελούν φλέγοντα ζητήματα και απασχολούν έντονα τους εμπλεκόμενους της εφοδιαστικής αλυσίδας. Βάσει των παραπάνω, στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας εξετάστηκε η επίδραση του χρόνου αποθήκευσης στη σταθερότητα και στην πιθανή υπόβαθμιση των ποιοτικών παραμέτρων του βιοντήζελ και του μείγματος Β7. Μελετήθηκε η εξέλιξη του φορτίου των αιώρουμενων σωματιδίων, καθώς και η οξειδωτική και μικροβιακή σταθερότητα, των εν λόγω καυσίμων έπειτα από την επιμόλυνσή τους με μικροβιακά επιβαρυμένη υδατική φάση σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα κατά την αποθήκευση. Ταυτόχρονα, εξετάστηκε η επίδραση της προσθήκης εμπορικής βιοκτόνου ουσίας (MBO), σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του χρόνου αποθήκευσης και σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, στις εξεταζόμενες παραμέτρους και αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητά της στην αντιμετώπιση της μικροβιακής επιμόλυνσης. Ειδικότερα, η υλοποίηση της παραπάνω μελέτης πραγματοποιήθηκε με τη δημιουργία διαφορετικών μικροκόσμων που απαρτίζονταν από 150 mL φάσης καυσίμου (χωρίς – CWM, DWM και με βιοκτόνο – BTM) και 30 mL υδατικής φάσης (επιμολυσμένης – CWM, BTM και μη - DWM) με στόχο την προσομoίωση πραγματικών επιμολυσμένων συστημάτων και αποθηκεύτηκαν σε σταθερές συνθήκες για περίοδο έξι (6) μηνών. Το φορτίο των αιωρούμενων σωματιδίων προδριορίστηκε τόσο στην υδατική όσο και στην οργανική φάση των εξεταζόμενων μικρόκοσμων μέσω διήθησης (πορώδες φίλτρου 0,8μm) και η οξειδωτική σταθερότητα των καυσίμων εξετάαστηκε μέσω της μεθόδου RSSOT. Πραγματοποιήθηκαν, επίσης, μετρήσεις για τον προσδιορισμό κύριων ποιοτικών παραμέτρων των καυσίμων, όπως ο αριθμός οξύτητας, το ιξώδες, η πυκνότητα και το περιεχόμενο θείο. Οι παραπάνω μετρήσεις έλαβαν χώρα σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα του χρόνου αποθήκευσης, ήτοι 15, 30, 90 και 180 ημέρες. Στο τέλος της αποθήκευσης, προσδιορίστηκε, επίσης, το μικροβιακό φορτίο της υδατικής φάσης των μικρόκοσμων μέσω της μεθόδου ASTM 7687-11, καθώς και η οξειδωτική σταθερότητα βάσει των μεθόδων ΕΝ 15751 και EN 14112 στη συσκευή Rancimat. Με το πέρας του χρόνου αποθήκευσης, αξιολογήθηκε, επίσης, η προσθήκη ισχυρής συγκέντρωσης βιοκτόνου σε επιμολυσμένους μικρόκοσμους που είχαν αποθηκευτεί στο ίδιο χρονικό διάστημα με στόχο την αντιμετώπιση της μικροβιακής ανάπτυξης. Έπειτα από την εφαρμογή της παραπάνω διορθωτικής ενέργειας, προσδιορίστηκε το φορτίο των αιωρούμενων σωματιδίων και στις δύο φάσεις, η οξειδωτική σταθερότητα, το μικροβιακό φορτίο και έγινε έλεγχος των παραπάνω βασικών ποιοτικών παραμέτρων. Από την παραπάνω μελέτη παρατηρήθηκε ότι σε όλους τους μικρόκοσμους που εξετάστηκαν σημειώθηκε αύξηση του φορτίου τη υδατικής φάσης των αιωρούμενων σωματιδίων με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης. Ο μεγαλύτερος ρυθμός αύξησης καταγράφεται στην περίπτωση των επιμολυσμένων μικρόκοσμων απουσία βιοκτόνου, ακολουθούν οι μικρόκοσμοι με βιοκτόνο ενώ αξιόλογο φορτίο ανιχνεύθηκε και στους DWM κατά το τέλος της αποθήκευσης παρόλο που απουσίαζε η επιμολυσμένη υδατική φάση. Το μείγμα Β7 φαίνεται να επηρεάζεται περισσότερο από την παρουσία της επιμολυσμένης φάσης σε σχέση με το FAME, καθώς καταγράφεται υψηλότερο φορτίο αιωρούμενων σωματιδίων και ενεργού μικροβιακού πληθυσμού στην υδατική φάση των αντίστοιχων μικρόκοσμων. Από την άλλη μεριά, το βιοντήζελ εμφανίζεται ως πιο ευνοϊκό υπόστρωμα για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών που παρατηρήθηκαν στους μικρόκοσμους με μη επιμολυσμένη φάση (DWM). Επίσης, η μικροβιακή επιμόλυνση οδηγεί στη ραγδαία αύξηση της συγκέντρωσης των στερεών της φάσης καυσίμων, η οποία μάλιστα καταγράφεται από τις πρώτες κιόλας ημέρες αποθήκευσης. Η παρουσία του βιοκτόνου καθ’ όλη τη διάρκεια της αποθήκευσης φαίνεται να περιορίζει τη μικροβιακή ανάπτυξη, η οποία λαμβάνει χώρα στην υδατική φάση, και κατ’ επέκταση το φορτίο των αιωρούμενων σωματιδίων στους μικρόκοσμους του Β7 ενώ σχεδόν καμία θετική επίδραση δεν παρατηρήθηκε στην περίπτωση των αντίστοιχων του FAME. Όσον αφορά τις ποιοτικές παραμέτρους των υπό μελέτη καυσίμων, μικρές μεταβολές παρατηρήθηκαν στην οξειδωτική σταθερότητα ενώ υψηλή και σταδιακή αύξηση εμφάνισε ο αριθμός οξύτητας, ιδιαίτερα στην περίπτωση του FAME. Τέλος, υπό αμφισβήτηση τίθεται η αποτελεσματικότητα της προσθήκης βιοκτόνου ουσίας στο τέλος της αποθήκευσης, καθώς παρόλο που επιτεύχθηκε δραστική μείωση του μικροβιακού φορτίου στην υδατική φάση, η συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων που κατακρατήθηκε από το φίλτρο τόσο στην υδατική όσο και στη φάση καυσίμου των εξεταζόμενων μικρόκοσμων δε μεταβλήθηκε.	el
heal.advisorName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Καρώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	127 σ.
heal.fullTextAvailability	true