Ultrasonik Berdaya Tinggi untuk Emulsi Air dalam Diesel

Penggunaan emulsi air dalam bahan bakar berkembang pesat seiring dengan semakin ketatnya peraturan lingkungan dan persaingan di pasar transportasi. Teknologi emulsifikasi ultrasonik memungkinkan penggunaan bahan bakar, seperti bahan bakar berat atau diesel, secara lebih efisien dengan mencampurkan air ke dalam bahan bakar dasar. Campuran air dan bahan bakar yang diemulsifikasi secara ultrasonik menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna dan konsumsi bahan bakar yang lebih hemat, sekaligus membakar bahan bakar dengan emisi yang lebih rendah!

Emulsi Air dalam Bahan Bakar

Pembakaran bahan bakar menghasilkan gas berbahaya, seperti “nitrous oxides” (NOx), hidrokarbon (HC), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), serta materi partikulat (PM), jelaga, dan asap, yang membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan. Emisi polutan tersebut dapat dikurangi secara signifikan dengan menambahkan air ke dalam bahan bakar.
Penambahan 5 – 25% air ke dalam bahan bakar, seperti minyak bakar berat atau diesel, dapat mengurangi emisi polutan berbahaya secara drastis. Air yang diinjeksikan menurunkan suhu pembakaran adiabatik lokal. Penelitian telah membuktikan bahwa dengan cara ini emisi NOx dapat diturunkan hingga 40%, CO2 sebesar 5% – 15%, dan PM hingga 90%. Asap hitam dari pembakaran diesel dapat dihilangkan sepenuhnya karena bahan bakar terbakar sempurna.
Pada saat yang sama, konsumsi bahan bakar dapat dikurangi sekitar 5%. Lindungi lingkungan dan hemat bahan bakar!
Bahan bakar yang dapat diemulsifikasi mencakup hidrokarbon cair, minyak mentah, bahan bakar berat (HFO), nafta, minyak tanah, diesel, minyak pemanas, biodiesel, dan minyak nabati.

Manfaat Lingkungan & Ekonomi:

• emisi NOx lebih rendah
• emisi jelaga lebih rendah
• konsumsi bahan bakar berkurang
• pembakaran lebih sempurna
• suhu puncak pembakaran lebih rendah
• lebih sedikit penumpukan kotoran di dalam ketel uap

Atomisasi primer dan sekunder pada nyala semprotan bahan bakar teremulsifikasi.

Emulsi Air dalam Bahan Bakar secara Ultrasonik

Ultrasonik berdaya tinggi merupakan teknologi yang telah dikenal luas dan terbukti untuk menghasilkan emulsi halus dengan tetesan dalam rentang ukuran mikron dan nano. Teknologi emulsifikasi ultrasonik didasarkan pada gaya geser akibat kavitasi. Melalui kavitasi ultrasonik, tetesan air dan bahan bakar diperkecil hingga berukuran nano dan dicampurkan sehingga menghasilkan emulsi halus (nano-/ mini-). Untuk emulsifikasi ultrasonik secara inline, aliran bahan bakar dan air yang terpisah dapat diatur secara presisi sehingga rasio air dan bahan bakar tetap konstan.
Homogenizer ultrasonik dapat dipasang tepat sebelum pompa injeksi sehingga emulsi air dan bahan bakar yang homogen dapat langsung diinjeksikan ke dalam mesin dan penyimpanan emulsi bahan bakar dapat dihindari. Ketika emulsi air dan bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar, tetesan air menguap dengan cepat akibat suhu tinggi karena titik didih air jauh lebih rendah daripada titik didih bahan bakar. Selama proses penguapan, tetesan air pecah melalui ledakan mikro dan memecah bahan bakar menjadi tetesan yang lebih kecil. Dengan demikian, campuran air dan bahan bakar teratomisasi di dalam ruang bakar sehingga bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar tercampur lebih baik dan bahan bakar dapat terbakar sempurna. Tetesan yang sangat kecil memberikan luas permukaan partikel yang sangat tinggi, sehingga menghasilkan antarmuka air dan minyak yang luas dengan tegangan antarmuka rendah, yang semakin meningkatkan atomisasi. Hal ini meningkatkan efisiensi pembakaran dan pada akhirnya menghasilkan penghematan biaya bahan bakar yang signifikan, yang melebihi biaya emulsifikasi.
Teknologi pencampuran ultrasonik merupakan proses inline yang dapat dengan mudah dipasang sebagai peningkatan pada mesin yang sudah ada. Mesin itu sendiri tidak memerlukan modifikasi.

Klaster Hielscher UIP6000hdT yang terdiri atas hingga 12x sonikator. Konfigurasi ini memungkinkan penyusunan sistem sonikasi inline berdaya tinggi sebesar 72kW untuk pemrosesan inline berkinerja tinggi.

Teknologi Emulsi Berbasis Ultrasonik

Teknologi emulsifikasi ultrasonik didasarkan pada kavitasi dan pencampuran dengan gaya geser tinggi. Gelombang ultrasonik berintensitas tinggi dikopel ke dalam medium cair (campuran bahan bakar dan air), menghasilkan tetesan dalam rentang ukuran nano, serta memungkinkan produksi emulsi dua fase air dalam minyak dan emulsi tiga fase minyak dalam air dalam minyak.

Pemasangan pada:

• CHP – unit pembangkit panas dan listrik gabungan
• generator diesel
• pembangkit listrik
• kapal laut
• lokomotif diesel
• dapat dipasang sebagai peningkatan pada semua mesin diesel
• teknologi di atas kapal: kelaiklautan

Nanoemulsifikasi ultrasonik menghasilkan emulsi yang stabil

Peralatan Ultrasonik untuk Tugas Berat

Hielscher menyediakan peralatan ultrasonik industri untuk tugas berat yang mampu menangani aliran bahan bakar dengan laju tinggi – bahkan pada viskositas tinggi. Homogenizer ultrasonik Hielscher dirancang untuk pengoperasian 24/7 dalam kondisi berat. Sistem kami mudah digunakan oleh operator dan ringkas, tidak memiliki komponen bergerak, mudah dipasang dan dioperasikan, serta hampir tidak memerlukan perawatan.
Produksi bahan bakar emulsi secara ultrasonik dapat dikendalikan dengan aman melalui kontrol berbasis peramban, sementara dua aliran pasokan air dan bahan bakar yang terpisah memungkinkan pengaturan takaran rasio air dan bahan bakar secara akurat serta pengaturan / penyesuaian campuran bahan bakar selama pengoperasian sesuai dengan beban / kecepatan mesin saat itu.

Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman

Sonikator Hielscher terkenal dengan standar kualitas dan desain tertinggi. Ketangguhan dan kemudahan pengoperasian memungkinkan integrasi sonikator kami ke dalam fasilitas industri dengan lancar. Kondisi berat dan lingkungan yang menuntut dapat ditangani dengan mudah oleh sonikator Hielscher.

Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikasi ISO yang memberikan penekanan khusus pada sonikator berkinerja tinggi dengan teknologi mutakhir dan kemudahan penggunaan. Tentu saja, sonikator Hielscher mematuhi ketentuan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA, dan RoHs.

Produksi bahan bakar emulsi secara ultrasonik di atas kapal laut

Literatur / Referensi

• Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biofuels from the Fresh Water Microalgae Chlorella vulgaris (FWM-CV) for Diesel Engines. Energies 7/2014. 1829-1851.
• Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Current Trends in Water-in-Diesel Emulsion as a Fuel. The Scientific World Journal 2014.
• Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, an Alterantive Fuel to Reduce Diesel Engine Emissions. Machines, Technologies, Materials 7/2013. 13-16.