مقدمه
بنزین، گازوییل و روغننباتی بهعنوان سوخت کاربرد دارند. تفاوت این سه
سوخت در اجزای سازنده آنهاست. بنزین وگازوییل هر دو
هیدروکربناند اما مولکولها در بنزین از 5 تا 12 اتم کربن تشکیل
شدهاند. در حالیکه زنجیرهای هیدروکربنی در گازوییل شامل
10 تا 24 اتم کربن است.
میان مولکولهای یک هیدروکربن نیروهای جاذبه ضعیفی
وجود دارد. هر چه طول مولکولها بلندتر باشد این نیرو قویتر خواهد بود. پس در گازوییل نیروهای
بین مولکولی بیشتر از بنزین است که سبب میشود گازوییل گرانروی بیشتری نسبت به
بنزین داشته باشد. در ماههای سرد سال این گرانروی
بیشتر هم میشود.
بر خلاف بنزین و گازوییل، روغن نباتی از
مولکولهای چربی شامل تری استر تشکیل شده است. این ترکیب آلی
حاصل واکنش اسید با الکل است.
بسته به ساختار و نسبت اجزای سازنده در
مولکول، چربیها میتوانند هر دو حالت جامد و مایع را داشته
باشند. چربیهایی که در دمای اتاق مایع
هستند، روغن خوانده میشوند. مولکولهای روغن نباتی از 16 تا 18 اتم کربن
تشکیل شدهاند بنابراین گرانروی روغن
نباتی از گازوییل بیشتر است.
روغن نباتی در موتور خودرو چگونه میسوزد؟
سوخت از هر نوعی که باشد ـ بنزین،
گازوییل یا روغن نباتی ـ در موتور با اکسیژن هوا ترکیب میشود و میسوزد. انرژی شیمیایی موجود در سوخت به
انرژی مکانیکی تبدیل میشود و پیستون درون سیلندر را
به بالا و پایین حرکت میدهد. هر پیستون به یک میل
لنگ متصل است که موجب چرخیدن چرخها و حرکت آنها میشود.
تفاوت میان موتور بنزینی با موتور
گازوییلی در چگونگی عمل احتراق است. در یک موتور بنزینی، نخست پیستون، ترکیبی از
هوا و بنزین را فشرده میکند. هنگامی که شمعها با یک جرقه روشن شدند، این مخلوط
شعلهور میشود.
در موتور گازوییلی، هوا و سوخت با هم
مخلوط نمیشوند بلکه نخست، هوا به درون
موتور مکیده و فشرده میشود. فشرده شدن هوا گرما را
افزایش میدهد. سپس گازوییل به درون
موتور مکیده میشود و با گرمای موجود، شعلهور میشود. در نتیجه مخلوط هوا و گازوییل با
هم میسوزند.
علت استفاده از روشهای احتراق مختلف از متفاوت بودن ساختار
شیمیایی بنزین و گازوییل نتیجه میشود:
مولکولهای سازنده بنزین از گازوییل کوچکترند پس وقتی بنزین تا مرحله تبخیر گرم
میشود، مولکولهای کوچک در حضور جرقه، راحتتر با مولکولهای اکسیژن واکنش میدهند. در حالیکه مولکولهای گازوییل با گرم شدن، بیشتر درهم
پیچیده میشوند و به راحتی نمیتوان آنها را از یکدیگر جدا کرد. برای جدا کردن
این مولکولهای بلند، نیاز به گرمای
بیشتری است که از فشرده کردن هوا تأمین میشود. در واقع، در موتور بنزینی وجود یک
جرقه برای احتراق کافی است اما در موتور گازوییلی، گرما باید از هوایی که زیر فشار
قرار گرفته است ایجاد شود. گفتنی است موتورهای گازوییلی زودتر از موتورهای بنزینی
توسعه یافتند و کارایی بیشتری دارند.
مولکولهای روغن نباتی مانند مولکولهای گازوییل، بلند هستند پس روغن نباتی
فقط میتواند در موتور گازوییلی به
کار گرفته شود. اما باز هم نیاز به تغییراتی در این زمینه وجود دارد.
تغییر در موتور گازوییلی برای مصرف روغن
نباتی
از آنجا که گرانروی روغن نباتی از گازوییل
بیشتر است باید روغن را پیش از ورود به موتور گرم کنیم. با افزایش گرما، مولکولهای روغن از یکدیگر جدا میشوند و روغن بهتر جریان مییابد. مراحل به کار انداختن خودرو با یک
موتور گازوییلی، که با روغن نباتی کار میکند
به این قرار است:
روغن گیاهی باید از باک که در بدنه
خودرو قرار دارد به موتور منتقل شود. برای این کار از لولهای که حاوی یک مایع گرم است، استفاده میشود تا بخش انتقال روغن به موتور را
دربرگیرد. بنابراین روغن تا رسیدن به موتور گرم میشود. هنگامی که موتور گازوییلی روشن میشود، گرمای ایجاد شده روغن را به جریان
میاندازد. اگر روغن سرد شود،
در موتور غلیظ و سخت میشود و به کار انداختن خودرو
دشوار خواهد بود.
شکل 2. یک جایگاه تأمین سوخت با سه نوع سوخت زیستی: B20 حاوی 20 درصد گازوئیل زیستی، E85 حاوی 85 درصد اتانول و 15درصد بنزین بدون سرب، E10 حاوی 10درصد اتانول و 90 درصد بنزین بدون سرب
روغن نباتی؛ سوختی پاک
مقدار کربن دیاکسید تولید شده از سوختن روغننباتی، برابر با مقداری از این گاز است
که گیاهان برای رشد خود از هواکره میگیرند.
پس با مصرف روغن نباتی بهعنوان سوخت، کربن دیاکسید هواکره افزایش نمییابد.
در خودروهایی که از روغننباتی استفاده میکنند تولید کربنمونوکسید نسبت به مصرف بنزین و گازوییل
تا 50 درصد کاهش مییابد و در همین حال، هیچ یک
از اکسیدهای گوگرد هم تولید نمیشوند.
هم اکنون دانشمندان در حال بررسی امکان استفاده
از چربی گیاهی بهعنوان سوخت هستند که از
جلبکی بهنام تریاسیل گلیسرول1 ساخته میشود. همچنین چگونگی تولید انرژی از سلولوز، فیبر، چوب و دیگر مواد با منشأ
گیاهی ادامه دارد. اگر بتوان اکسیژن را از سلولوز حذف کرد، مولکولهای باقیمانده میتوانند انرژی بیشتری نسبت به سلولوز
آزاد کنند. از چنین موادی به بنزین سبز یاد میشود که مولکولهایی شامل اتمهای کربن و هیدورژن دارند، پس نوعی
هیدروکربن به شمار میروند.
روغن نباتی، روغن جلبک و بنزین سبز همه
از جمله سوختهای زیستی هستند. به هر حال
ممکن است هنگام استفاده از این سوختها نیاز به ایجاد تغییراتی
در موتور خودرورها هم باشد.
پینوشت
1. triacylgiycerol
منبع
1. Nolte, B.
"Thanking up, the oil used to cook your dinner could run your car" ,
chemmatters, 2011 , Apr.
در گازوییل نیروهای بین مولکولی بیشتر
از بنزین است که سبب میشود گازوییل گرانروی بیشتری نسبت به
بنزین داشته باشد