Аналіз складів та паливних характеристик водно-емульсійних палив на основі бензину (RON 90), етанолу і води в стабільних емульсіях за низьких температур
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272512Ключові слова:
бензин, етанол, вода в одній фазі, паливний параметр, стабільна емульсія, розчинення бензину та водного етанолу, умови розділення бензину та водного етанолу, однофазна емульсія без синтетичних поверхнево-активних речовинАнотація
Багато країн світу стикаються з великими труднощами у поліпшенні якості життя людей внаслідок скорочення запасів викопного палива, що призводить до різкого зростання цін на пальне. Через це багато країн, включаючи Індонезію, намагаються імпортувати його з Близького Сходу. Одним із досліджених та розроблених рішень є додавання в бензин невеликої кількості етанолу.
У попередніх роботах, пов'язаних з вивченням сумішевих палив, бензину та етанолу, зазвичай використовувався абсолютний спирт, який є дорогим. Для стабілізації емульсії в суміш додавали невелику кількість поверхнево-активної речовини, а змішування проводили в нормальних умовах (за кімнатної температури). Якщо склад бензину і водного етанолу неточний, при певній температурі компоненти можуть розділитися.
Метою даного дослідження є аналіз складів та паливних характеристик водних емульсій на основі бензину (RON 90), етанолу і води в одній фазі без використання синтетичної поверхнево-активної речовини в діапазоні температур 0–25 °C. Проведені наступні процеси: ферментація, перегонка і очищення етанолу, охолодження, змішування та визначення паливних характеристик. Компоненти бензин (RON 90)-етанол-вода утворили стабільну емульсію в діапазоні складів 28,00‒99,79 %, 0,20‒67,97 % та 0,01‒3,58 %. За даними спостереження безперервне збільшення кількості водного етанолу і температури після досягнення однієї фази не призводить до розділення компонентів. Отже, бензин та водний етанол можуть утворювати єдину фазу, яка виступає в ролі поверхнево-активної речовини, що зв'язує воду і викопне паливо. Зниження температури після стабілізації емульсії може призвести до розділення компонентів, що викликано більш швидкою зміною щільності водного етанолу, ніж бензину
Спонсор дослідження
- The work had finished successfully under supporting of respected persons at my institution, Sam Ratulangi University, Manado, Indonesia. I thank Rector Professor Ellen Joan Kumaat, who fully supported the work by providing the Lab facility needed. Furthermore, I greatly appreciate Professor Jefrey I. Kindangen, who competitively selected the submitted project proposals and managed the research administration documents. Finally, the approval of the research proposal signed by the Dean of Mathematics and Sciences School, Professor Benny Pinontoan, is highly appreciated. We also thank the contributors, the PIC of the Laboratory of Oil and Gas Processing Engineering, Polytechnic of Energy and Minerals, Cepu Blora, Central Java, and Oil and Gas Laboratory, State Polytechnic of Samarinda, East Kalimantan. We appreciate their technical assistance in measuring the emulsion fuel specifications.
Посилання
- Chiari, L., Zecca, A. (2011). Constraints of fossil fuels depletion on global warming projections. Energy Policy, 39 (9), 5026–5034. doi: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.06.011
- Kumoro, A. C., Damayanti, A., Shiddieqy Bahlawan, Z. A., Melina, M., Puspawati, H. (2021). Bioethanol Production from Oil Palm Empty Fruit Bunches Using Saccharomyces cerevisiae Immobilized on Sodium Alginate Beads. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 65 (4), 493–504. doi: https://doi.org/10.3311/ppch.16775
- Shaibani, N., Yaghmaei, S., Andalibi, M. R., Ghazvini, S. (2012). Ethanol production from sugarcane bagasse by means of on-site produced and commercial enzymes; a comparative study. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 56 (2), 91. doi: https://doi.org/10.3311/pp.ch.2012-2.07
- Palankoev, T. A., Dementiev, K. I., Khadzhiev, S. N. (2019). Promising Processes for Producing Drop-in Biofuels and Petrochemicals from Renewable Feedstock (Review). Petroleum Chemistry, 59 (4), 438–446. doi: https://doi.org/10.1134/s096554411904011x
- Kálmán, G., Réczey, K. (2007). Possible ways of bio-refining and utilizing the residual lignocelluloses of corn growing and processing. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 51 (2), 29. doi: https://doi.org/10.3311/pp.ch.2007-2.05
- Qadir, S. A., Al-Motairi, H., Tahir, F., Al-Fagih, L. (2021). Incentives and strategies for financing the renewable energy transition: A review. Energy Reports, 7, 3590–3606. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.06.041
- Fehér, A., Bedő, S., Fehér, C. (2021). Comparison of Enzymatic and Acidic Fractionation of Corn Fiber for Glucose-rich Hydrolysate and Bioethanol Production by Candida boidinii. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 65 (3), 320–330. doi: https://doi.org/10.3311/ppch.17431
- Arun, J., Gopinath, K. P., Shreekanth, S. J., Sahana, R., Raghavi, M. S., Gnanaprakash, D. (2019). Effects of Process Parameters on Hydrothermal Liquefaction of Microalgae Biomass Grown in Municipal Wastewater. Petroleum Chemistry, 59 (2), 194–200. doi: https://doi.org/10.1134/s0965544119020026
- Netrusov, A. I., Teplyakov, V. V., Tsodikov, M. V., Chistyakov, A. V., Zharova, P. A., Shalygin, M. G. (2019). Production of Motor Fuel from Lignocellulose in a Three-Stage Process (Review and Experimental Article). Petroleum Chemistry, 59 (1), 11–23. doi: https://doi.org/10.1134/s0965544119010110
- Wang, X., Chen, Z., Ni, J., Liu, S., Zhou, H. (2015). The effects of hydrous ethanol gasoline on combustion and emission characteristics of a port injection gasoline engine. Case Studies in Thermal Engineering, 6, 147–154. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2015.09.007
- Deng, X., Chen, Z., Wang, X., Zhen, H., Xie, R. (2018). Exhaust noise, performance and emission characteristics of spark ignition engine fuelled with pure gasoline and hydrous ethanol gasoline blends. Case Studies in Thermal Engineering, 12, 55–63. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.02.004
- Kunwer, R., Ranjit Pasupuleti, S., Sureshchandra Bhurat, S., Kumar Gugulothu, S., Rathore, N. (2022). Blending of ethanol with gasoline and diesel fuel – A review. Materials Today: Proceedings, 69, 560–563. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.09.319
- Todoruț, A., Molea, A., Barabás, I. (2019). Predicting the Temperature and Composition – Dependent Density and Viscosity of Diesel Fuel – Ethanol Blends. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 64 (2), 213–220. doi: https://doi.org/10.3311/ppch.14757
- Qadiri, U. (2021). Computational parametric investigation on single cylinder constant speed spark ignition engine fuelled water-based micro-emulsion, ethanol blends, and conventional gasoline. Materials Science for Energy Technologies, 4, 256–262. doi: https://doi.org/10.1016/j.mset.2021.07.002
- Kyriakides, A., Dimas, V., Lymperopoulou, E., Karonis, D., Lois, E. (2013). Evaluation of gasoline–ethanol–water ternary mixtures used as a fuel for an Otto engine. Fuel, 108, 208–215. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.02.035
- Siciliano, B., da Silva, C. M., de Melo, T. C. C., Vicentini, P. C., Arbilla, G. (2022). An analysis of speciated hydrocarbons in hydrous ethanol (H100) and ethanol-gasoline blend (E22) for vehicle exhaust emissions. Atmospheric Environment, 285, 119248. doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2022.119248
- EL-Seesy, A. I., Kayatas, Z., Takayama, R., He, Z., Kandasamy, S., Kosaka, H. (2020). Combustion and emission characteristics of RCEM and common rail diesel engine working with diesel fuel and ethanol/hydrous ethanol injected in the intake and exhaust port: Assessment and comparison. Energy Conversion and Management, 205, 112453. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.112453
- Saffy, H. A., Northrop, W. F., Kittelson, D. B., Boies, A. M. (2015). Energy, carbon dioxide and water use implications of hydrous ethanol production. Energy Conversion and Management, 105, 900–907. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.039
- Amine, M., Awad, E. N., Ibrahim, V., Barakat, Y. (2018). Influence of ethyl acetate addition on phase stability and fuel characteristics of hydrous ethanol-gasoline blends. Egyptian Journal of Petroleum, 27 (4), 1333–1336. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2018.09.005
- Amine, M., Awad, E. N., Ibrahim, V., Barakat, Y. (2018). Effect of ethyl acetate addition on phase stability, octane number and volatility criteria of ethanol-gasoline blends. Egyptian Journal of Petroleum, 27 (4), 567–572. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2017.08.007
- Al-Harbi, A. A., Alabduly, A. J., Alkhedhair, A. M., Alqahtani, N. B., Albishi, M. S. (2022). Effect of operation under lean conditions on NOx emissions and fuel consumption fueling an SI engine with hydrous ethanol–gasoline blends enhanced with synthesis gas. Energy, 238, 121694. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121694
- Murachman, B., Pranantyo, D., Sandjaya Putra, E. (2014). Study of Gasohol as Alternative Fuel for Gasoline Substitution: Characteristics and Performances. International Journal of Renewable Energy Development (IJRED), 3 (3). doi: https://doi.org/10.14710/ijred.3.3.175-183
- Amine, M., Barakat, Y. (2021). Effect of cyclohexanol on phase stability and volatility behavior of hydrous ethanol-gasoline blends. Egyptian Journal of Petroleum, 30 (3), 7–12. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2021.04.001
- Saravanan, S., Pitchandi, K., Suresh, G. (2015). An experimental study on premixed charge compression ignition-direct ignition engine fueled with ethanol and gasohol. Alexandria Engineering Journal, 54 (4), 897–904. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.07.010
- Kassem, M. G. A., Ahmed, A.-M. M., Abdel-Rahman, H. H., Moustafa, A. H. E. (2019). Use of Span 80 and Tween 80 for blending gasoline and alcohol in spark ignition engines. Energy Reports, 5, 221–230. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.01.009
- Ershov, М. А., Grigoreva, E. V., Habibullin, I. F., Emelyanov, V. E., Strekalina, D. M. (2016). Prospects of bioethanol fuels E30 and E85 application in Russia and technical requirements for their quality. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 66, 228–232. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.054
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Hanny Frans Sangian, Guntur Pasau, Gerald Hendrik Tamuntuan, Arief Widjaja, Ronny Purwadi, Silvya Yusnica Agnesty, Tun Sriana, Arif Nurrahman, Abubakar Tuhuloula, Ramli Thahir
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
