مزایا و معایب روان کننده های زیست تخریب پذیر : روغنهای گیاهی را میتوان به عنوان روانکننده در اشکال طبیعی خود استفاده کرد. اما وقتی برای روانکاری صنعتی و ماشینآلات در نظر گرفته میشوند، مزایا و معایب متعددی دارند. از جنبه مثبت، روغنهای گیاهی میتوانند روانکنندگی بسیار خوبی داشته باشند و حتی به مراتب بهتر از روغن معدنی عمل کنند.
در واقع، روانکنندگی آنها به قدری قوی است که در برخی از کاربردها، مانند گیربکسهای تراکتور، باید مواد اصطکاکی را برای کاهش لغزش کلاچ اضافه کرد. در این مقاله قصد داریم به مزایا و معایب روانکنندههای زیست تخریبپذیر اشاره کنیم با روغن سیتی همراه باشید.
زیستتخریبپذیر بودن چیست؟
زیستتخریبپذیری به توانایی یک جسم یا ماده برای تجزیه از طریق باکتری یا سایر موجودات زنده اشاره دارد. نمونههایی از اشیاء زیستتخریبپذیر شامل کاغذ و مواد غذایی است. با این حال، در مورد “روانکننده زیستتخریبپذیر” ممکن است کمی عجیب و غریب به نظر برسد.«نفت خام» یک سوخت فسیلی است اما نه به این معنا که دایناسورهای قدیمی و تخریب شده در ایجاد آن نقش داشتهاند. نفت در واقع از فیتوپلانکتون و زئوپلانکتون آبزی 300 تا 400 میلیون ساله تشکیل شده است. این اصطلاحات به جلبکهای واقعا قدیمی اشاره دارد. منظور این است که نفت ذاتاً زیستتخریبپذیر است.
به عبارتی نفت محصول میلیونها سال تخریب زیستی است. با این حال، این لزوماً به این معنی نیست که همه روانکنندهها ذاتاً زیستتخریبپذیر هستند. همانطور که همه ما در صنعت روغنکاری میدانیم، روانکنندهها از ترکیبات دیگری نیز تشکیل شدهاند. روغن و گریس صنعتی ترکیبی پیچیده و محاسبه شده از روغنهای پایه خاص، تغلیظکنندهها و افزودنیها هستند.
با توجه به زیستتخریبپذیری روانکنندهها، ما عمدتاً در مورد روانکنندههایی صحبت میکنیم که به راحتی زیستتخریبپذیر هستند و از روغنهای گیاهی و برخی پایههای استرهای مصنوعی فرموله شدهاند. پلیآلکیلن گلیکولها (PAG) به طور کلی روانکننده زیستتخریبپذیر خوبی برای استفاده به جای روغن گیاهی هستند و به گونهای تولید میشوند که عملکرد روانکننده را برای برآورده کردن انواع وسیعتری از نیازها و شرایط افزایش دهند.
چه صنعتی به روان کننده های زیست تخریب پذیر نیاز دارد؟
به طور کلی، فرآوری مواد غذایی به روانکنندههای زیستتخریبپذیر نیاز دارد. اما تأسیسات فرآوری مواد غذایی آنقدر به زیستتخریبپذیری اهمیت نمیدهند، بلکه نگران سمی نبودن روانکنندههایی هستند که با تجزیهپذیری زیستی مرتبط است. آنها در مورد الزامات کیفی آنچه که وارد و خارج از کارخانه میشود بسیار سختگیر هستند. بنابراین مطمئن باشید که ایمنی مواد غذایی در راس لیست اولویتهای تولیدکنندگان صنایع غذایی قرار دارد.
مزایای روان کننده های زیست تخریب پذیر
روغنهای گیاهی دارای شاخص ویسکوزیته (VI) بسیار بالایی هستند. به عنوان مثال، VI 223 برای روغنهای گیاهی رایج است، این عدد برای بیشتر روغنهای معدنی 90 تا 100 و برای پلی آلفائولفین (PAO) حدود 126 و 150 برای پلیگلیکول است. شاخص ویسکوزیته را میتوان به عنوان یک معیار پرکاربرد برای تغییر ویسکوزیته سیال متناسب با دما تعریف کرد. هر چه شاخص ویسکوزیته بیشتر باشد، تغییر نسبی ویسکوزیته با دما کمتر میشود. به عبارت دیگر روغن با VI بالا نسبت به روغن با VI پایین کمتر با دما تغییر میکند.
یکی دیگر از خواص مهم روغنهای گیاهی نقطه اشتعال بالای آنها است. به طور معمول، این دما ممکن است 326 درجه سانتیگراد (610 درجه فارنهایت) برای یک روغن گیاهی باشد. این عدد برای اکثر روغنهی گیاهی در حدود 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) و221 درجه سانتیگراد برای پلی آلفائولفین (PAO) و 177 درجه سانتیگراد برای پلی گلیکول است. طبق ASTM D92، نقطه اشتعال را میتوان به عنوان دمایی تعریف کرد که یک مایع قابل احتراق باید در آن حرارت داده شود تا بخار کافی تولید کند تا به طور لحظهای مخلوطی قابل اشتعال با هوا ایجاد کند آن هم زمانی که یک شعله کوچک در شرایط مشخص اعمال میشود.
علاوه بر این موارد، روغنهای گیاهی زیست تخریب پذیر، عموما کمتر سمی و تجدیدپذیر هستند و از همه مهمتر وابستگی بشر به نفت را کاهش میدهند.
معایب روان کننده های زیست تخریب پذیر
از جنبه منفی، روغنهای گیاهی در شکل طبیعی خود فاقد پایداری اکسیداتیو کافی برای استفاده در روانکنندهها هستند. پایداری اکسیداتیو کم به این معنی است که روغن در حین استفاده به سرعت اکسید میشود و اگر تصفیه نشود، غلیظ شده و قوام پلاستیکی پیدا میکند. اصلاح شیمیایی روغنهای گیاهی و یا استفاده از آنتیاکسیدانها میتواند این مشکل را برطرف کند، اما هزینه نهایی را افزایش میدهد. اصلاح شیمیایی ممکن است شامل هیدروژناسیون جزئی روغن گیاهی و تغییر اسیدهای چرب آن باشد.
چالشی که در فرایند هیدروژناسیون وجود دارد تعیین این است که در چه نقطهای فرآیند باید متوقف شود. بسته به فاکتورهای متعدد از جمله نقطه ریزش روغن، هیدروژناسیون بهینه انجام میشود. خبر خوب این است پیشرفتهای اخیر در بیوتکنولوژی منجر به توسعه دانههای روغنی تقویت شده ژنتیکی شده است که به طور طبیعی پایدار هستند و نیازی به اصلاح شیمیایی و یا استفاده از آنتیاکسیدان ندارند.
یکی دیگر از معایب استفاده از روغنهای گیاهی نقطه ریزش بالای آنها است. نقطه ریزش به عنوان پایینترین دمایی تعریف میشود که در آن روغن یا سوخت هنگام سرد شدن تحت شرایطی که توسط روش آزمایشی ASTM D97 تعریف شده، جریان مییابد.
این مشکل نیز میتواند با افزودن افزودنیهای شیمیایی (سرکوبکنندههای نقطه ریزش) و یا مخلوط شدن با سایر سیالات دارای نقطه ریزش پایینتر برطرف شود. برای این منظور میتوان از روغن های مصنوعی مختلفی استفاده کرد. اگر به درجه بالایی از تجزیهپذیری زیستی نیاز باشد، استرهای مصنوعی زیستتخریبپذیر برای بهبود خواص اضافه میشوند. از سوی دیگر، اگر هدف حفظ خاصیت به اصطلاح زیست پایه باشد، که در آن حداقل 51 درصد روانکننده از مواد زیستی طبیعی ساخته شده است، بخشی از این ترکیب میتواند روغن معدنی سبک با نقطه ریزش پایین باشد.
زیستتخریبپذیر بودن چرا مهم است؟
همانطور که همه میدانیم، منابع روز به روز کمیابتر میشوند. بنابراین، افزایش عمر دستگاه از طریق روشهای بهتر روغنکاری، در اولویت قرار میگیرد. اگر زیستتخریبپذیر بودن را با قابلیت استفاده مجدد روانکنندههای زیستتخریبپذیر همراه کنید، به ترکیب فوقالعادهای خواهیم رسید که قدرت ما را چند برابر میکند.
به این ترتیب با استفاده از منابع کمتر، بهویژه روغن و گریس، برخی از قیمتهای بالای روانکنندههای قابل قبول زیستمحیطی کمی کمتر میشوند. نکته بسیار جالب آن است که روانکنندههای صنعتی زیستتخریبپذیر و معمولی اغلب از طریق فرآیندی به نام تقطیر خلاء برای حذف آلایندهها و تولید روغن پایه جدید بازیافت میشوند. بنابراین کاهش هزینه و افزایش قابلیت بازیافت از مهمترین دلایل سودمندی زیستتخریبپذیر بودن است.
در هر شرکت و هر صنعت اکثر افرادی که فعالیت موثر دارند معمولاً چندین کار را انجام میدهند. روانکارهای ما هم باید بتوانند چندین کار را انجام دهند، نه تنها در مفهوم کاربردی بلکه از نظر پایداری، مقرون به صرفه بودن، قابلیت استفاده مجدد و بازیافت. پیش از این، دلایل آشکار نگرانی در مورد عملکرد روانکارهای قابل قبول برای محیطزیست (EALها) وجود داشت. نگرانی دیگر قیمت بود.
به دلیل هزینه بالا و عملکرد کم، اکثر صنایع تمایلی به تغییر به EALها نداشتند. اکنون تولیدکنندگان روانکارها راهی برای برآورده کردن تمام الزامات ماشینآلات با توجه به استانداردهای زیستتخریبپذیر پیدا کردهاند بنابراین استفاده از EALها کمی آسانتر میشود. بسیاری از این امکانات در حال تغییر و تبدیل شدن به فرآیندهای سبزتر هستند. بنابراین جهان همچنان محصولات باکیفیت دریافت میکند و در عین حال هدر رفتن منابع ارزشمند را کاهش میدهد.
چرا از روانکنندههای زیستتخریبپذیر استفاده کنیم؟
آمارهای زیادی در سطح جهانی نشان میدهد اهمیت استفاده از روانکارهای زیستتخریب پذیر تا چه حد بالا است. برای مثال تقریباً 2.5 میلیارد گالن روانکننده سالانه در آمریکای شمالی فروخته میشود. مطالعات نشان میدهد که بخش زیادی از این سیالات (حدود ۶۰ درصد) به آبهای زیرزمینی، رودخانهها، دریاچهها و خود زمین ختم میشود و به محیط زیست، ماهیها و حیاتوحش آسیبهای بیشماری وارد میکند.
اهمیت این موضوع به ویژه در صنایع دریایی، جنگلداری و کشاورزی پررنگتر است و بر اهمیت نگرانی و مسئولیت ما در قبال حفاظت از محیطزیست تاکید دارد. استفاده از سیالات زیستتخریبپذیر میتواند به حفظ محیطزیست کمک بسزایی کند و مقداری از تقاضا برای روغنهای معدنی و نیاز به نفت را در آینده کاهش دهد.
کلام آخر
روانکنندههای زیستتخریب پذیر مزایای زیستمحیطی قابل توجهی دارند. توانایی آنها برای تجزیه سریع در طبیعت، در نتیجه کاهش آلودگی و آسیب به اکوسیستم در مقایسه با روانکنندههای سنتی مبتنی بر نفت بسیار قابل توجه است. پایههای گیاهی منابع تجدیدپذیر و گزینهای پایدار را ارائه میدهند که به طور بالقوه کاهش نیاز به سوختهای فسیلی را به همراه دارد.
این ترکیبات در اغلب شرایط شدید عملکرد خوبی نشان دادهاند و به طول عمر تجهیزات کمک بهینهای کردهاند. با این حال، این مزایا با معایب خاصی همراه است. فرمولاسیون بهینه ترکیبات گیاهی بسیار هزینهبر است. با وجود این چالشها، تقاضای فزاینده برای محصولات سازگار با محیطزیست همچنان به نوآوری منجر میشود و به تدریج بر این معایب غلبه میکند.
