અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ દ્વારા શ્રેષ્ઠ નેનો-ઇંધણ

અલ્ટ્રાસોનિક નેનો-ઇંધણ ઉત્પાદન વિશે વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

નેનો-ઇંધણો શું છે

નેનો-ઇંધણો એટલે ઇંધણ અને નેનોકણોનું મિશ્રણ. ઇંધણમાં નેનોસ્તરીય ઊર્જાત્મક કણો વિખેરવાથી, તેમની કાર્યક્ષમતા, તેમની વિખેરણ રચના અને ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ, પ્રવાહી પ્રવાહ તથા કણો વચ્ચેની પરસ્પર ક્રિયાઓના જટિલ આંતરસંબંધને કારણે ઇંધણના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો બદલાય છે. વિષમ સંઘટનને કારણે, નેનો-ઇંધણની લાક્ષણિકતાઓ આધાર ઇંધણના પ્રકાર ઉપરાંત નેનોકણોના સંઘટન, કદ, આકાર, સાંદ્રતા તથા ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે. નેનો-ઇંધણની લાક્ષણિકતાઓ આધાર ઇંધણની લાક્ષણિકતાઓથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોઈ શકે છે.

ડીઝલનો ઇંધણ તરીકે કેવી રીતે ઉપયોગ થાય છે?

ડીઝલ એક પ્રવાહી ઇંધણ છે જે ડીઝલ એન્જિનોમાં બળે છે. ડીઝલ એન્જિનોમાં કોઈપણ તણખા વિના, પ્રવેશતા હવાના મિશ્રણને સંકોચીને અને ત્યારબાદ ડીઝલ ઇંધણનું ઇન્જેક્શન કરીને ઇંધણને પ્રજ્વલિત કરવામાં આવે છે.
પરંપરાગત ડીઝલ ઇંધણ પેટ્રોલિયમ ઇંધણ તેલનું એક વિશિષ્ટ અંશીય નિસ્યંદનથી મેળવેલું ઉત્પાદન છે. વ્યાપક અર્થમાં, ડીઝલ શબ્દ પેટ્રોલિયમમાંથી મેળવવામાં ન આવતાં ઇંધણો માટે પણ વપરાય છે, દા.ત. બાયોડીઝલ, બાયોમાસ-ટુ-લિક્વિડ (BTL), ગૅસ-ટુ-લિક્વિડ (GTL) અથવા કોલ-ટુ-લિક્વિડ (CTL) ડીઝલ. BTL, GTL અને CTL કહેવાતાં કૃત્રિમ ડીઝલ ઇંધણો છે, જે કોઈપણ કાર્બનયુક્ત સામગ્રીમાંથી (દા.ત. બાયોમાસ, બાયોગૅસ, કુદરતી ગૅસ, કોલસો વગેરે) મેળવી શકાય છે. કાચા માલનું ગૅસિફિકેશન કરીને સંશ્લેષણ ગૅસ બનાવ્યા પછી તેનું શુદ્ધીકરણ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ તેને Fischer–Tropsch પ્રતિક્રિયા દ્વારા કૃત્રિમ ડીઝલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. અતિ-ઓછી સલ્ફર માત્રાવાળું ડીઝલ (ULSD) એ ડીઝલ ઇંધણ માટેનું એક ધોરણ છે, જેમાં સલ્ફરની માત્રા નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડેલી હોય છે.

બાયોડીઝલ શું છે?

બાયોડીઝલ એક નવીનીકરણીય ઇંધણ છે, જે વનસ્પતિ તેલો, પ્રાણિજ ચરબી અથવા પુનઃચક્રિત ચરબીયુક્ત પદાર્થોમાંથી બનાવવામાં આવે છે. બાયોડીઝલનો ઉપયોગ ડીઝલ વાહનો અને જનરેટરો ચલાવવા માટે કરી શકાય છે. તેના ભૌતિક ગુણધર્મો પેટ્રોલિયમ ડીઝલ જેવા હોય છે, જોકે તે વધુ સ્વચ્છ રીતે બળે છે. પરંપરાગત ડીઝલ બાળવાથી થતા ઉત્સર્જનની સરખામણીમાં બાયોડીઝલ અદહનિત હાઇડ્રોકાર્બનો (UHC), કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2), કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO), સલ્ફરના ઑક્સાઇડો અને મેશના કણોનું ઉત્સર્જન ઘટાડે છે. બાયોડીઝલ માટે નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડો (NOx)નું ઉત્સર્જન (ડીઝલની સરખામણીમાં) વધુ હોઈ શકે છે. જોકે, ઇંધણના ઇન્જેક્શનના સમયને શ્રેષ્ઠ રીતે ગોઠવીને આ ઉત્સર્જન ઘટાડી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન દ્વારા બાયોડીઝલના ઉત્પાદનમાં ઘણો સુધારો થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક બાયોડીઝલ ઉત્પાદન વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

શું ઇથેનોલનો ઉપયોગ ઇંધણ તરીકે કરી શકાય છે?

હા, ઇથેનોલ – ઇથાઇલ આલ્કોહોલ (C₂H₅OH) – નો ઉપયોગ ઇંધણ તરીકે કરી શકાય છે. ઇથેનોલ ઇંધણોનો ઉપયોગ મોટેભાગે મોટર વાહનોના ઇંધણ તરીકે થાય છે – મુખ્યત્વે ગેસોલિનમાં જૈવઇંધણ ઉમેરક તરીકે. આજે, મોટરગાડીઓ 100% ઇથેનોલ ઇંધણનો ઉપયોગ કરીને અથવા ઇથેનોલ અને ગેસોલિનનું મિશ્રણ એવા કહેવાતા ફ્લેક્સ-ફ્યુઅલ્સનો ઉપયોગ કરીને ચલાવી શકાય છે. તે સામાન્ય રીતે મકાઈ અથવા શેરડી જેવા જૈવદ્રવ્યની આથવણ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ઇથેનોલ ઇંધણ નવીનીકરણીય, ટકાઉ જૈવદ્રવ્યમાંથી મેળવવામાં આવતું હોવાથી તેને ઘણી વાર બાયોઇથેનોલ કહેવામાં આવે છે. ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા બાયોઇથેનોલના ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક બાયોઇથેનોલ ઉત્પાદન વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!
E-dieselમાં ઇથેનોલ ઑક્સિજનયુક્ત ઘટક છે. તાપમાનની વિશાળ શ્રેણીમાં ઇથેનોલ ડીઝલ સાથે મિશ્રણીય ન હોવું એ E-dieselની મુખ્ય ખામી છે. જોકે, ઇથેનોલ અને ડીઝલને સ્થિર રાખવા માટે બાયોડીઝલનો ઉભયસ્નેહી પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ તરીકે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઇથેનોલ–બાયોડીઝલ–ડીઝલ (EB-diesel) ઇંધણને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે મિશ્રિત કરીને માઇક્રો- અથવા નેનો-ઇમલ્શન બનાવી શકાય છે, જેથી EB-diesel શૂન્યથી નીચા તાપમાને પણ સ્થિર રહે છે અને સામાન્ય ડીઝલ ઇંધણ કરતાં શ્રેષ્ઠ ઇંધણ ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે.

નેનોઇંધણના ઉત્પાદનમાં અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ ઇંધણમાં કણોના સમૂહોને તોડવા માટે ધ્વનિક કેવિટેશનનો ઉપયોગ કરે છે. સૂક્ષ્મ પરપોટા બને છે અને તૂટી પડે છે, જેનાથી સ્થાનિક કર્તન બળો અને પ્રવાહીના જેટ ઉત્પન્ન થાય છે, જે સમૂહિત કણોને અલગ પાડે છે. આ પ્રક્રિયા સમગ્ર પ્રવાહીમાં નેનો-ઉમેરકોનું વિતરણ કરવામાં મદદ કરે છે અને પુનરુત્પાદનીય ફોર્મ્યુલેશન વિકાસને સમર્થન આપે છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને કયા નેનોકણોનું ઇંધણોમાં વિક્ષેપણ કરી શકાય છે?

ઇંધણના ફોર્મ્યુલેશનોમાં તપાસવામાં આવેલી સામગ્રીઓમાં સિરિયમ ઑક્સાઇડ (CeO₂), એલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ (Al₂O₃), ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ (TiO₂), ઝિંક ઑક્સાઇડ (ZnO) અને કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs)નો સમાવેશ થાય છે. યોગ્ય ઉમેરક આધાર ઇંધણ અને કાર્યક્ષમતાના નિર્ધારિત લક્ષ્ય પર આધાર રાખે છે. યોગ્ય સાંદ્રતાઓ, પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓ અને સ્થિરતા સ્થાપિત કરવા માટે દરેક સંયોજનનું પરીક્ષણ જરૂરી છે.

નેનોઇંધણના વિક્ષેપણ અને ઇંધણના નેનોઇમલ્શન વચ્ચે શું તફાવત છે?

નેનોકણોના વિક્ષેપણમાં પ્રવાહી ઇંધણની અંદર વિતરિત થયેલા ઘન કણો હોય છે. ઇંધણના નેનોઇમલ્શનમાં એક પ્રવાહીના અતિ નાના ટીપાં બીજા પ્રવાહીમાં વિક્ષેપિત થયેલાં હોય છે, જેમ કે ડીઝલમાં પાણીનાં ટીપાં. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બંને પ્રક્રિયાઓને સમર્થન આપી શકે છે. નેનોકણો અને વિક્ષેપિત પ્રવાહી ટીપાં ધરાવતા ફોર્મ્યુલેશનોમાં કણોની સ્થિરતા અને ઇમલ્શનની સ્થિરતા બંનેનું મૂલ્યાંકન જરૂરી છે.

શું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ નેનોકણોને તળિયે બેસતા અટકાવે છે?

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કણોનું સમૂહીકરણ ઘટાડી શકે છે અને કણોના પ્રારંભિક વિતરણને સુધારી શકે છે, પરંતુ લાંબા ગાળાની સ્થિરતા ફોર્મ્યુલેશન પર પણ આધાર રાખે છે. કણોના ગુણધર્મો, ઉમેરકની સાંદ્રતા, ઇંધણની સંરચના અને સુસંગત વિક્ષેપકો કણો નિલંબિત રહે છે કે નહીં તેને પ્રભાવિત કરે છે. તૈયાર નેનોઇંધણ તેના ઉપયોગ માટે નિર્ધારિત પરિસ્થિતિઓમાં કેટલા સમય સુધી સ્વીકાર્ય વિતરણ જાળવી રાખે છે તે સંગ્રહ પરીક્ષણો દ્વારા સ્થાપિત કરવું જોઈએ.

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાના કયા પરિમાણો સૌથી વધુ મહત્વપૂર્ણ છે?

મુખ્ય પરિમાણોમાં કંપનવિસ્તાર, ઊર્જા નિવેશ, ઉપચારનો સમયગાળો અને તાપમાનનો સમાવેશ થાય છે. પ્રવાહ દ્વારા થતી પ્રક્રિયા માટે પ્રવાહ દર અને રિએક્ટરનું દબાણ પણ મહત્વનાં છે. આ સેટિંગ્સનું મૂલ્યાંકન ફોર્મ્યુલેશન સાથે કરવું જોઈએ. ઇચ્છિત પરિક્ષેપણ ઉત્પન્ન કરતી પરિસ્થિતિઓનું દસ્તાવેજીકરણ કરવાથી પુનરાવર્તનીય પ્રક્રિયા સ્થાપિત કરવામાં મદદ મળે છે અને ત્યારબાદ ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારવામાં સહાય મળે છે.

શું અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇંધણ ઉત્પાદનનું પ્રમાણ પ્રયોગશાળામાંથી સતત પ્રક્રિયા સુધી વધારી શકાય છે?

હા. અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો સેલમાં મૂલ્યાંકન કરતાં પહેલાં પ્રયોગશાળાના પરીક્ષણો દ્વારા ફોર્મ્યુલેશન અને પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ નિર્ધારિત કરી શકાય છે. સતત સંચાલનમાં ઇંધણ નિયંત્રિત ઉપચાર વિસ્તારમાંથી પસાર થાય છે. ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારતી વખતે પુષ્ટિ કરવી જોઈએ કે મોટી પ્રણાલી નિર્ધારિત પ્રક્રિયા ક્ષમતા પર જરૂરી પરિક્ષેપણ ગુણવત્તા અને સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે.

નેનોઇંધણ માટે હું Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર કેવી રીતે પસંદ કરું?

મૂળ ઇંધણ, નેનોકણોનો પ્રકાર અને સાંદ્રતા, જરૂરી બેચનું કદ અથવા પ્રવાહ દર તથા પરિક્ષેપણની લક્ષિત ગુણવત્તાથી શરૂઆત કરો. સંચાલનનું તાપમાન અને સંગ્રહનો નિર્ધારિત સમયગાળો સામેલ કરો. આ વિગતો અમને ઉપયોગલક્ષી પરીક્ષણો અને ઉત્પાદનના આયોજન માટે આદર્શ સોનિકેટર, સોનોટ્રોડ અને ફ્લો સેલની ગોઠવણીની ભલામણ કરવામાં મદદ કરે છે.