当前的世界环境

介绍

对环境保护和严格的废气调节的不断担忧使得注意使用植物油作为发动机的替代燃料。植物油在压缩点火发动机中的使用与柴油发动机本身一样古老。在Rudolph柴油序幕上，他的1912年专利序书写道，“今日使用植物油的植物油可能看起来微不足道，但这种油可能在粗糙的时间内，与石油一样重要”（Vasudevan，2005）。由于它们是可再生能源的非常重要的事实，植物油是最伟大的承诺作为柴油发动机的替代燃料，可能会产生大量的绿色房屋气体（Pugazhvadivu，2005）。植物油的十六烷值和热值靠近Petro柴油，因此可以直接用于压缩点火发动机。植物油在柴油发动机（Srivastava＆Prasad，2000）中使用时，具有较低的热效率的功率输出。由于它们的高粘度，高分子量和密度，在柴油中使用植物油观察到的植物油作为燃料观察到的问题是较差的燃料雾化和低挥发性。作为IC发动机中的燃料选择不可食用的麻风法和最有前途的油来源。在本研究中，通过甲醇酯化方法将Joatropha油加工Ⅰ）以通过热水脱胶方法除去原油中存在的Gums和phophatide，以通过使用甲醇通过反式酯化方法将Joatropha油转化为Joatropha甲酯（Bio Diesel）和碱催化剂。 The raw Jatropha oil (JO), degummed Jatropha oil (DGJO) and Jatropha bio diesel (JBD) were characterized for fuel properties and thermal behaviour i.e. volatility at different temperature to assess the suitability of oil as fuel for CI engines.

麻风树尸体

麻风树尸体是一个大灌木，常见于世界上大多数热带和亚热带地区的植物。它是抗性多年生植物的植物，长达50年，并具有在边缘土壤上生长的能力。它需要很少的灌溉并在各种土壤中生长（Banapurmath，2008）。政府，非政府组织和农民表明对荒地中作物的培养兴趣迎合农村部门的能源需求。植物的产量可能是每公顷2-3吨。干燥种子的平均油含量为34.4％。卡耳，壳和油的能量含量分别为30.4mJ / kg，19.4mJ / kg和39.63mJ / kg（Achten，2008）。麻风树种植园可以为农村地区的能源和就业提供解决方案，最终提高农村生活质量。

麻疯树油的加工

用于使JO适用于发动机燃料的方法是i）脱胶过程和II）反式酯化过程。

表1:实验中使用的设备细节 点击这里查看表格

脱胶过程

通过采用热水处理过程来完成油的脱胶。将过滤的油加热至70^0.C在水浴中。在热油中加入热水（3％的油体积）并搅拌以与磷酸酯反应。反应在70次进行^O.C持续时间40分钟。将反应的油冷却至环境温度并以5000rpm在10℃下离心^0.C持续30分钟，以将牙龈和磷酸酯与油分离。将油在烘箱中进一步干燥，以在80时在低温下除去水痕迹^0.C.干燥的脱胶油用于其表征。

酯交换过程

将Jo酯交换以生产Jatropha甲酯进一步提及JBD。用于酯交换过程的过程流程图如图1所示。酯交换方法中使用的材料为Jo，甲醇的氢氧化钠（NaOH）为6：1摩尔比。

将麻醉油加热至65℃^0.C.制备甲醇与NaOH的溶液并加入热油中(65^0.C).用油和甲醇的混合物在65+/ - 1的转速下以25rpm搅拌^0.c持续1小时。将反应的油保持在沉降罐中2小时，将甘油与生物柴油分离。经过两小时的沉降时间，将甘油与Bio柴油分离。将Bio柴油在等量的水中洗涤两次并在低温下干燥。由此产生的BIO柴油用于表征。

表2：柴油，jo，dgjo和jbd的选择燃料特性 点击这里查看表格

石油表征

原料和加工(脱胶和反式酯化)的麻疯树油被用来进行表征。为研究准备了足够量的脱胶油和生物柴油。对压缩发动机燃料进行分析的燃料参数主要是粘度、热值、闪点、密度和热分解。在不同温度下测定了作为重要参数之一的油品粘度，并与从印度石油公司出口回收的柴油进行了比较。测量各参数的设备如表1所示。

结果与讨论

运动粘度

在10-70测量的粘度^0.图3显示了生麻疯树油(JO)、脱胶麻疯树油(DGJO)和麻疯树生物柴油(JBD)的C。随着温度的升高，油的粘度降低，接近柴油。当温度从10 ~ 70℃升高时，JO的粘度降低了7.4倍^0.C.同样地，DGJO和JBD的粘度降低为8.3和7.3倍，温度从10增加^0.C - 70^0.C.油的预热显示对粘度的降低显着效果。JBD的粘度在70时为2.9 CST^0.C.通过脱胶和反式酯化过程的加工通过粘度降低。Jo的脱胶和反式酯化过程的粘度降低分别为19.8％和74.8％。在70℃下，JO和DGJO的粘度分别为10.8CST和8.4CST，其中B级柴油燃料的ISI限制为2.5至15℃。这表明在70年之前预热了jo和dgjo^0.C确认B级柴油的粘度。获得的结果符合Parmarik（2003），Gubitz（1999）和Demirbas（2009）的报道。

图1：生物柴油生产的过程图表 点击此处查看数字

图2:温度对不同燃料粘度的影响 点击此处查看数字

密度和比重

柴油燃料，麻醉药油，脱胶的麻醉药油和麻风树油甲酯的密度分别为0.852,0.926,0.909和0.875g / cc，在20℃温度下。对于JO，DGJO，JBD和HSD的不同温度的密度变化如图4所示，结果表明，温度对测试燃料的密度具有显着影响。随着温度的增加，试验燃料的密度和比重降低。这与在包括Shyam的许多研究人员的发现一致等等。，（1987），Ali等人（1995），Gupta Etal（1997）和Verma Etal（1998）。观察到Jo，DGJO和JBD的密度为8.7,6.6和2.7％高于柴油燃料。许多研究人员报告了类似的趋势，包括流亡等（1982），Gupta Etal（1997），Ali等（1995）。植物油的较高密度和比柴油的比重可以归因于甘油三酯分子的较高分子量。

图3:不同温度下试验燃料的密度 点击此处查看数字

图4（a）：热克测试燃料 图4（b）：测试燃料的衍生物 点击此处查看数字

总供暖价值

表5中介绍了高速柴油布茶油，脱胶麻醉药油，脱胶的麻醉药油和甲基酯的总热值。HA，DGJO和JBD的热量分别为11.81％，分别降低了11.81％，10.98％和9.7％。燃料的加热值确定产生电源的热量可用性。因此，由于较低的特定燃料消耗，称重较高的加热值，有利于选择发动机的替代燃料。这些结果普遍达成一致等等。，（1982），Altin等（2001）和Ali＆Hana（1995）。

云点和倾点

云点和倾点表示与柴油燃料相比，Jo和DGJO的燃料的冷流量行为。冷点和倾点温度为12^0.C和140C代表JO和10和11^0C.高焦点高。结果符合Bhatt（1997），Sarin的查找等等。，(2009)和GuptaET.al。，（2002）。

表5：JO，DGJO和JBD和化石柴油燃料的蒸馏性能 点击这里查看表格

闪点

表2中介绍了高速柴油，脱胶的麻风树油和麻风孢菌油的闪点2. jo，dgjo和jbd的闪点为高152^0.C，140^0.C和92.^0.C与柴油燃料相比。闪点测试的结果与盖域报告的值一致等等。，（1982）和Gubitz等等。，（1999）。从安全处理和燃料储存的角度来看，闪点很重要。因此，与柴油燃料相比，JBD，DGJO和JO的处理和存储相对较少。

Thermo重量测量的测试燃料分析

高速柴油、小桐子生物柴油、脱胶小桐子油和小桐子油在氮气气氛下，每分钟升温10°C进行热分析。失重百分比随温度变化的图示(热图)见图5a。试验燃料的沸腾温度和蒸馏特性是根据热图确定的，并在表3中报告。JBD、DGJO和JO的沸腾温度分别比柴油高89℃、218℃和219℃。测试结果与Goodrum(2002)和Lang一致等(2001)。试验燃料的衍生物如图5b所示。在250℃条件下，HSD的最大失重速率为8.0g/min, JBD在310℃条件下为13.0g/min, DGJO在410℃条件下为22.5 g/min, JO在415℃条件下为23.5g/min。

图5.8 JoTropha油，脱胶麻醉油，麻风树油和柴油燃料的衍生物。

热谱图表明，热解产物为JO、DGJO和JBD。脱胶油和生物柴油的起始温度为360度^0.C, 300^0.C, 200^0.C与130 0C的柴油燃料相比。分解在490点完成^0.C，用于油，480^0.C用于脱胶油和310^0.C是Bio Diesel和305^0.C是用于柴油燃料。250的分解率为8.0g / min^0.C，而Bio柴油在310次为13.0克/分钟^0.C对于Bio柴油，22.5克/分钟，410^0.C用于脱胶油和23.5克/分钟，415^0.C用于原油。

结论

1. Jo的脱胶和反式酯化过程的粘度降低分别为19.8％和74.8％。从10中加热麻风树油^0.c到70^0.C将粘度降低了7.4倍。
2. 观察到Jo，DGJO和JBD的密度为8.7,6.6和2.7％高于柴油燃料。
3. jo，dgjo和jbd的闪点高152^0.C，140^0.C和92.^0.C与柴油燃料相比。
4. JO、DGJO和JBD的发热量分别比柴油低11.8%、11.0%和9.7%。
5. 热克表明，DGJO与与JO相比的碳残留物较少。脱胶的油对挥发性性能没有显着影响，与JO相比，随着JBD具有类似的柴油燃料的挥发性特性。

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