Discussione: Emulsioni

Gradirei aprire una discussione sulle emulsioni, poichè la miscelazione di idrocarburi, oli vegetali con acqua, sembra avre delle notevoli caratteristiche.

Innanzitutto la diminuzione degli inquinanti, l'aumento del rendimento del ciclo nei motori e nelle combustioni nonchè la diminuzione del costo del carburante.

Sembra che qualche ricercatore sia riuscito a mantenere lo stesso potere calorifico da emulsioni di acqua e gasolio in rapporto 50:50 e ad evitare l'uso di emulsionanti, lavorando sulla ionizzazione del gasolio o dell'olio vegetale.

Addirittura con l'olio vegetale la transesterificazione diventerebbe inutile, poichè la viscosità diminuirebbe notevolmente e la combustione sarebbe completa, il vapore acqueo produrrebbe una maggiore spinta sui pistoni e la diminuzione dei particolati, la temperatura di combustione sarebbe diminuita con conseguente diminuzione dei NOx ed aumento del rendimento.

Qualcuno ne ha sentito parlare o a visto esempi?

Sarebbe una bella svolta.

Saluti.

anche io avevo pensato a cio'(avevo anche aperto una discussione che non ebbe molto seguito), speriamo di aver piu fortuna questa volta.
cercai un po di informazioni sul gecam e provai ad autoprodurne, poi ho provato con l'olio senza ottenere gran che. Ovvero la viscosita calava moltissimo, l'accensione era piu difficoltosa ma la fiamma molto potente(test fatti ad occhio), non vi ho mai acceso nessun motore perche le emulsioni erano poco stabili nel tempo.infatti la mia ricerca riguardava soprattutto cosa usare per stabillizzare questa unione tra polari e non, cercai in sostanza dei saponi infiammabili!
poco tempo fa lessi un articolo su di un gasolio usato da mercedes (E10)che contiene circa il 10% di etanolo(anche li diminuzione dell viscosita!) quindi pensai di usare dell'alcol come legante fra olio e acqua e il risultato fu nettamente migliore rispetto alle mia prime prove....adesso comincio a pensare: quando faccio il biodiesel mi danno per riuscire a levare l'acqua che vi resta durante i lavaggi, perche non usarlo cosi?anzi quasi quasi ci lascio anche l'alcol di eccesso alla reazione?hehehe, insomma non so piu che fare....
so per certo che al nord una ditta chimica che produceva biodiesel si sta convertendo alla produzzione di olio riciclato additivato con acqua, se ho novita ti faccio sapere!

La cosa mi interessa molto. Lessi che la pompa idrosonica, a tal fine (emulsioni stabili), sembra funzionare bene. Puoi contattare "Armando de Para" sul forum, che è molto avanzato con questa tecnologia.

Ho delle riserve sulla seguente frase

"Sembra che qualche ricercatore sia riuscito a mantenere lo stesso potere calorifico da emulsioni di acqua e gasolio in rapporto 50:50 e ad evitare l'uso di emulsionanti, lavorando sulla ionizzazione del gasolio o dell'olio vegetale."

Infatti se diluiamo del gasolio con un certo potere calorifico con acqua che ne ha 0 riduciamo solo il potere calorifico del primo.

Quanto alle emulsioni avendo lavorato nel campo ho una serie di suggerimenti:
1) Il miglior sistema per emulsionare sostanze organiche senza richiedere dei tensioattivi ionici che contengono zolfo o azoto è quello di ricorrere a dei disperdenti non ionici (per esempio nonilfenolo etossilato) essendo anche questi combustibili non lasciano tracce.
2) Per realizzare la emulsione il miglior sistema in assoluto è di abbinare miscelazione ed ultrasuoni (questi disperdono in modo eccezzionale gli olii) i quali poi promuovono pure reazioni radicaliche con acqua e olii che rendono ancora più efficare la emulsione.

Disponibile per suggerimenti pratici se ne avessi bisogno

Originariamente inviata da lukemon79

La cosa mi interessa molto. Lessi che la pompa idrosonica, a tal fine (emulsioni stabili), sembra funzionare bene. Puoi contattare "Armando de Para" sul forum, che è molto avanzato con questa tecnologia.

Ho trovato anche questo:
Stable emulsion of oil in water, or easy salad dressings@Everything2.com
In cui si dice, brevemente, che un'emulsione più stabile può essere formata da olio + acqua in cui sono stati tolti i gas. Dice che per togliere i gas dall'acqua ci sono 2 modi: farla bollire (ok, questo lo sapevo già) oppure congelarla e farla sciogliere. Questo secondo modo mi era sconosciuto...
Il principio fisico ipotizzato è che grazie alla mancanza di gas (che, si dice nell'articolo, è idrofobico come l'olio) si prevenga la cavitazione. In questo articolo si dice che la cavitazione impedisce una stabile emulsione. E qui non sto capendo più, perchè io sapevo il contrario. Chiedo aiuto a Armando de Para!

Anchio ho sempre sentito che la cavitazione favorisce le emulsioni.
Ci sono decine di aziende nel mondo che producono emulsionatori ad ultrasuoni; ho stanno sbagliando tutti oppure è perchè funziona.
Inoltre gli ultrasuoni hanno anche la funzione di degasificare.

Non mi piace tanto la soluzione di usare emulsionanti ma opterei per emulsioni on-demand.

Il potere calorifico dovrebbe diminuire ma non capisco perchè tutti i report che ho letto riportano più MJ con lo stesso peso bruciato.
Forse l'ossigeno dell'acqua e le micelle molto piccole favoriscono una combustione più completa del carburante oppure l'acqua di dissocia per effetto della temperatura e della pressione e l'idrogeno brucia.
Forse lo stesso effetto si otterrebbe estinguendo nel carburante molecole di ozono attraverso il nanomizzatore (emulsionatore ionizzante di origine koreana).

Saluti.

Originariamente inviata da Leonardon

Anchio ho sempre sentito che la cavitazione favorisce le emulsioni.
Ci sono decine di aziende nel mondo che producono emulsionatori ad ultrasuoni; ho stanno sbagliando tutti oppure è perchè funziona.
Inoltre gli ultrasuoni hanno anche la funzione di degasificare.

Non mi piace tanto la soluzione di usare emulsionanti ma opterei per emulsioni on-demand.

Il potere calorifico dovrebbe diminuire ma non capisco perchè tutti i report che ho letto riportano più MJ con lo stesso peso bruciato.
Forse l'ossigeno dell'acqua e le micelle molto piccole favoriscono una combustione più completa del carburante oppure l'acqua di dissocia per effetto della temperatura e della pressione e l'idrogeno brucia.
Forse lo stesso effetto si otterrebbe estinguendo nel carburante molecole di ozono attraverso il nanomizzatore (emulsionatore ionizzante di origine koreana).

Saluti.

Infatti per esperienza diretta ti assicuro che gli ultrasuoni stabilizzano i gas nelle soluzioni (per rimuovere il gas necessitano di essere accoppiati a una membrana particolare come per esempio nei degassificatori per solventi HPLC), non a caso è una fase diversa dispersa anch'essa in acqua.

Gli ultrasuoni possono poi dare seguito a delle reazioni chimiche in quanto promotori di reazioni radicaliche in particolare la separazione dell'acqua in OH. e H.
Questi attaccano velocemente le molecole organiche portando delle modifiche che possono modificare sostanzialmente il loro carattere.

Se macini bene l'inglese alla voce sonochemistry puoi trovare tantissimo materiale in materia.

Quello del potere calorifico invece mi risulta difficile a capire anzi non lo capisco per niente. Se tu aggiungi acqua al carburante questa ne diminuisce il potere calorifico e basta. Mi risulta del tutto credibile il discorso delle micelle ultradisperse che possano realizzare una combustione migliore. Non a caso le nebbie....
E' possibile comunque che se l'acqua è miscelata in piccola quantità con il carburante possa in fase di combustione generare una spinta superiore per via della sua evaporazione. Certo è che se l'acqua è troppa raffredda la camera di scoppio e la combustione e la potenza degrada di conseguenza.
Infatti gli studi di incremento potenza con acqua nei motori portano sempre a delle curve di incremento che danno un massimo al variare della quantità di acqua inserita per degradare molto rapidamente superato questo.

Sul discorso di unire ozono e carburanti personalmente lo farei stando molto lontano. Il rischio di esplosione (dato che l'ozono libera ossigeno atomico) è estremamente elevato.

Saluti pure a te

Originariamente inviata da lukapat

Ho delle riserve sulla seguente frase

"Sembra che qualche ricercatore sia riuscito a mantenere lo stesso potere calorifico da emulsioni di acqua e gasolio in rapporto 50:50 e ad evitare l'uso di emulsionanti, lavorando sulla ionizzazione del gasolio o dell'olio vegetale."

Infatti se diluiamo del gasolio con un certo potere calorifico con acqua che ne ha 0 riduciamo solo il potere calorifico del primo.

Quanto alle emulsioni avendo lavorato nel campo ho una serie di suggerimenti:
1) Il miglior sistema per emulsionare sostanze organiche senza richiedere dei tensioattivi ionici che contengono zolfo o azoto è quello di ricorrere a dei disperdenti non ionici (per esempio nonilfenolo etossilato) essendo anche questi combustibili non lasciano tracce.
2) Per realizzare la emulsione il miglior sistema in assoluto è di abbinare miscelazione ed ultrasuoni (questi disperdono in modo eccezzionale gli olii) i quali poi promuovono pure reazioni radicaliche con acqua e olii che rendono ancora più efficare la emulsione.

Disponibile per suggerimenti pratici se ne avessi bisogno

Premetto che non sono chimico ma elettrico.
Che ne dici invece di usare gruppi carbossilici di acidi grassi insaturi come surfattante? Nutralizzati con MEA?

Originariamente inviata da Leonardon

Premetto che non sono chimico ma elettrico.
Che ne dici invece di usare gruppi carbossilici di acidi grassi insaturi come surfattante? Nutralizzati con MEA?

Per funzionare funziona bene, anche la TEA (trietanolammina) ma il problema è che introduci azoto e quindi produci un po di NOx.
Uno dei migliori disperdenti che avevo provato quando producevo poliuretani all' acqua era il N metil pirrolidone che era il mediatore ottimale per quello che stavo sviluppando.

La soluzione però migliore, sempre a mio parere è l'esterificazione degli acidi grassi (o transesterificazione se sono trigliceridi) con alcoli a basso peso molecolare (etanolo, metanolo, il primo da preferirsi per compatibilità con la salute e... diciamocelo.... per l'allegria)
Gli esteri degli acidi grassi hanno punti di ebollizione bassi, sapori gradevoli e fruttati e non sono tossici.

Se poi alla bisogna ti serve del materiale tecnico non ho problemi a fornirtene qualche Kg.

Ho fatto qualche prova.
Ho emulsionato olio di colza con perossido di idrogeno al 30% usando un sonotrodo con bypass ed ho aggiunto del biobutanolo come surfattante (anche se l'intenzione non è quella di fare emulsioni a lunga durata ma farle on-demand).
Al microscopio elettronico i gas presenti hanno dimensione inferiore ai 10micron.
Il potere calorifico risultante è di 39Mj/Kg, il flash point di 95°C ed il punto di ignizione a 240°C. La viscosità di 8cps a 37,5°C.
Per evitare saponificazione ho introdotto un po' di phenophtaleina.
Mi mancano solo i mezzi per misurare i gas allo scarico: ho provato con la classica calza di cotone bianca che è rimasta pulita... mi ci vorrebbe un analizzatore di Nox, Co, CO2, e contatore di particelle...
Ora stò aspettando di ricevere un ozonizzaore per provare a fare il cracking del glicerolo dagli acidi grassi. Speriamo bene.
Se qualcuno ha altro da aggiungere vediamo di costruire un biodiesel di 2° generazione.
Saluti.

Wa! E chi sei? Mandrake?!? Sembri sapere il fatto tuo... Per il resto, per me è arabo... Continua così, faccio il tifo per te!

Originariamente inviata da Leonardon

Ho fatto qualche prova.
Ho emulsionato olio di colza con perossido di idrogeno al 30% usando un sonotrodo con bypass ed ho aggiunto del biobutanolo come surfattante (anche se l'intenzione non è quella di fare emulsioni a lunga durata ma farle on-demand).
Al microscopio elettronico i gas presenti hanno dimensione inferiore ai 10micron.
Il potere calorifico risultante è di 39Mj/Kg, il flash point di 95°C ed il punto di ignizione a 240°C. La viscosità di 8cps a 37,5°C.
Per evitare saponificazione ho introdotto un po' di phenophtaleina.
Mi mancano solo i mezzi per misurare i gas allo scarico: ho provato con la classica calza di cotone bianca che è rimasta pulita... mi ci vorrebbe un analizzatore di Nox, Co, CO2, e contatore di particelle...
Ora stò aspettando di ricevere un ozonizzaore per provare a fare il cracking del glicerolo dagli acidi grassi. Speriamo bene.
Se qualcuno ha altro da aggiungere vediamo di costruire un biodiesel di 2° generazione.
Saluti.

Leo a te Von Braun ti faceva na sega , la smetti prima di saltare in aria e diventare biondo con sta acqua ossigenata ?

Attenzione perchè mettere il perossido di idrogeno nell'olio (comburente+ combustibile) può provocare degli incendi o addirittura esplosioni. Specie poi se si da energia di ignizione con ultrasuoni o con il riscaldamento.
Diverse persone si sono fatte male in questo modo

Originariamente inviata da Leonardon

Ho fatto qualche prova.
Ho emulsionato olio di colza con perossido di idrogeno al 30% usando un sonotrodo con bypass ed ho aggiunto del biobutanolo come surfattante (anche se l'intenzione non è quella di fare emulsioni a lunga durata ma farle on-demand).
Al microscopio elettronico i gas presenti hanno dimensione inferiore ai 10micron.
Il potere calorifico risultante è di 39Mj/Kg, il flash point di 95°C ed il punto di ignizione a 240°C. La viscosità di 8cps a 37,5°C.
Per evitare saponificazione ho introdotto un po' di phenophtaleina.
Mi mancano solo i mezzi per misurare i gas allo scarico: ho provato con la classica calza di cotone bianca che è rimasta pulita... mi ci vorrebbe un analizzatore di Nox, Co, CO2, e contatore di particelle...
Ora stò aspettando di ricevere un ozonizzaore per provare a fare il cracking del glicerolo dagli acidi grassi. Speriamo bene.
Se qualcuno ha altro da aggiungere vediamo di costruire un biodiesel di 2° generazione.
Saluti.

Originariamente inviata da lukapat

Attenzione perchè mettere il perossido di idrogeno nell'olio (comburente+ combustibile) può provocare degli incendi o addirittura esplosioni. Specie poi se si da energia di ignizione con ultrasuoni o con il riscaldamento.
Diverse persone si sono fatte male in questo modo

Grazie... mi tocco i gioielli.

Anzichè toccare i gioielli (che con le mani sporche di acqua ossigenata potrebbe dare sensazioni molto spiacevoli)
ti propongo qualcosa di sicuro ovvero la tecnologia industriale semibatch. Si tratta di partire dall'olio e dal disperdente che usi, e aggiungere piccole quote di acqua ossigenata un po alla volta (dando il tempo a ciascuna quota di reagire).
In questo modo arrivi allo stesso risultato ma in modo sicuro dato che l'energia della reazione esotermica viene liberata un po alla volta.
Buon lavoro

Originariamente inviata da Leonardon

Grazie... mi tocco i gioielli.

Ciao Leonardon, anch'io sono favorevole alla produzione di emulsioni on-demand; siccome possiedo un bruciatore fiamma blu (che gassifica il gasolio sulla testa di combustione) vorrei provare a fargli bere una emulsione. Siccome sei attrezzato a dovere potresti misurare la viscosità di una emulsione (prodotta con una pompa inox per acqua) 85% olio e 15% acqua a 50°C. In alternativa si trova sul mercato un apparecchio ad ultrasuoni?

Grazie, ciao

Originariamente inviata da goffredodsd

Ciao Leonardon, anch'io sono favorevole alla produzione di emulsioni on-demand; siccome possiedo un bruciatore fiamma blu (che gassifica il gasolio sulla testa di combustione) vorrei provare a fargli bere una emulsione. Siccome sei attrezzato a dovere potresti misurare la viscosità di una emulsione (prodotta con una pompa inox per acqua) 85% olio e 15% acqua a 50°C. In alternativa si trova sul mercato un apparecchio ad ultrasuoni?

Grazie, ciao

Se gaurdi in Alibaba.com di emulsionatori ad ultrasuoni ne trovi, il problema è che devi farlo a livello professionale perchè si parte da 20mila euro in sù.
Consiglio sempre un sistema che lavora a batch con serbatoio di ricircolazione perchè un solo passaggio nella flow-cell non basta.
Comunque siamo agli inizi "commerciali", non è escluso che prima o poi esca una flowcell di poca potenza con prezzo abbordabile per emulsionare 5-100 litri ora on-demand.
C'è qualcosa di simile in commercio Nano Bubble Tech- Nano Emulsion Fuel ed anche altri di cui non trovo più i links; scusa.
Cerca comunque "nanomizer" perchè avevo visto un prodotto a 250$.
Posto anche il link del padre di questi sistemi Eric Cottell: Ultrasonic Fuel-Water Emulsifier Fuel System.
La cosa incredibile è che queste cose stanno dormendo nei cassetti da più di 35 anni e forse anche di più.
Sarà colpa dei brevetti o dei monopoli?
Io stò sperimentando con perossidi perchè la loro dissociazione è esotermica e finora sono arrivato a rapporti 80% perossido 20% combustibile senza perdite di potenza all'albero (nei motori IC).
Buon lavoro.
Saluti.

Originariamente inviata da lukapat

Anzichè toccare i gioielli (che con le mani sporche di acqua ossigenata potrebbe dare sensazioni molto spiacevoli)
ti propongo qualcosa di sicuro ovvero la tecnologia industriale semibatch. Si tratta di partire dall'olio e dal disperdente che usi, e aggiungere piccole quote di acqua ossigenata un po alla volta (dando il tempo a ciascuna quota di reagire).
In questo modo arrivi allo stesso risultato ma in modo sicuro dato che l'energia della reazione esotermica viene liberata un po alla volta.
Buon lavoro

Il perossido in bassa concentrazione viene generato insieme all'emulsione e stabilizzato con un processo ionizzante.
Dissociare l'H2O2 prima sarebbe come emulsionare solo acqua e non è il mio target.
Grazie comunque.

P.S. sono gìa tutto di pelo bianco comunque grazie per esserti preoccupato!

Avendo visto una esplosione di perossido ho buoni motivi di preoccuparmi

Originariamente inviata da Leonardon

Il perossido in bassa concentrazione viene generato insieme all'emulsione e stabilizzato con un processo ionizzante.
Dissociare l'H2O2 prima sarebbe come emulsionare solo acqua e non è il mio target.
Grazie comunque.

P.S. sono gìa tutto di pelo bianco comunque grazie per esserti preoccupato!

Originariamente inviata da Leonardon

Se gaurdi in Alibaba.com di emulsionatori ad ultrasuoni ne trovi, il problema è che devi farlo a livello professionale perchè si parte da 20mila euro in sù.
Consiglio sempre un sistema che lavora a batch con serbatoio di ricircolazione perchè un solo passaggio nella flow-cell non basta.
Comunque siamo agli inizi "commerciali", non è escluso che prima o poi esca una flowcell di poca potenza con prezzo abbordabile per emulsionare 5-100 litri ora on-demand.
C'è qualcosa di simile in commercio Nano Bubble Tech- Nano Emulsion Fuel ed anche altri di cui non trovo più i links; scusa.
Cerca comunque "nanomizer" perchè avevo visto un prodotto a 250$.
Posto anche il link del padre di questi sistemi Eric Cottell: Ultrasonic Fuel-Water Emulsifier Fuel System.
La cosa incredibile è che queste cose stanno dormendo nei cassetti da più di 35 anni e forse anche di più.
Sarà colpa dei brevetti o dei monopoli?
Io stò sperimentando con perossidi perchè la loro dissociazione è esotermica e finora sono arrivato a rapporti 80% perossido 20% combustibile senza perdite di potenza all'albero (nei motori IC).
Buon lavoro.
Saluti.

Ciao, ma con una semplice pompa (3000 rpm alla girante) in ricircolo al massimo un paio di litri non si riesce ad avere una dimensione di cella accettabile?
Inoltre, tenendola al limite di cavitazione magari strozzando leggermente l'aspirazione non migliora la qualità dell'emulsione?

Grazie

Guarda Luka, c'è niente da fare , ha la fissa del perossido .....

Spero di non dovere scrivere un messaggio "ad memoriam..."

Originariamente inviata da Sulzer1

Guarda Luka, c'è niente da fare , ha la fissa del perossido .....

Originariamente inviata da lukapat

Infatti se diluiamo del gasolio con un certo potere calorifico con acqua che ne ha 0 riduciamo solo il potere calorifico del primo.

Vale lo stesso ragionamento riguardante l'aggiunta di HHO. Bisogna valutare la combustione, non i combustibili. Entrambi gli additivi, nelle giuste proporzioni prese singolarmente in base alla tipologia di motore, hanno un picco in cui migliorano la combustione, quindi i rendimenti, quindi i consumi.

Abbiamo provato del gasolio emulsionato con acqua nelle caldaie industriali, risultato è stato solo di diminuire la potenza erogata delle stesse.
Per riportare agli stessi valori di potenza abbiamo dovuto aumentare i getti e siamo tornati ai valori precedenti di consumo.
Unico benefit era che le camere di combustione risultavano più pulite della situazione precedente.
HHO è una miscela di idrogeno e ossigeno quindi ha il potere calorifico dell'idrogeno nella proporzione in cui esso è presente 2:1 in volume.
Tieni presente che un metro cubo di idrogeno pesa circa 80 grammi e un Kg di idrogeno produce 34500 Kcal

Originariamente inviata da zintolo

Vale lo stesso ragionamento riguardante l'aggiunta di HHO. Bisogna valutare la combustione, non i combustibili. Entrambi gli additivi, nelle giuste proporzioni prese singolarmente in base alla tipologia di motore, hanno un picco in cui migliorano la combustione, quindi i rendimenti, quindi i consumi.

Per produrre HHO consumo energia elettrica per elettrolisi dell'acqua.
Le miscele acqua-(gas)olio devono essere in percentuali giuste e rese stabili non con metodi chimici. Trovato il giusto compromesso per lo specifico motore, si abbassano i consumi del 20-30% e si abbattono le emissioni (trovando il giusto compromesso fra NOx e CO).