Environmental performance of diesel engines running on motor fuel with microalgae bio-additives | Экологические показатели работы дизелей на моторном топливе с биодобавками из микроводорослей

Russian. Определяли показатели токсичности отработавших газов дизельных двигателей тракторов при использовании биоминерального топлива с биодобавкой из микроводоросли Chlorella vulgaris (БМ). Для получения БМ использовался исходный штамм ИФР № С-111, для культивирования которой сконструировали закрытый циркулирующий трубчатый фотобиореактор с искусственным освещением. Для синтеза липидов микроводорослей применяли аппарат с частицами, совершающими сложное пульсационное движение под воздействием электромагнитного поля. Жирнокислотный состав БМ в смесевом моторном топливе контролировался по стандартной методике EN14103 с помощью газового хроматографа с использованием программного обеспечения. Для получения смесевого моторного топлива БМ смешивалась с нефтяным дизельным топливом. Определение экологических показателей дизеля при работе на смесевом моторном топливе проводилось на стенде (дизель Д-243) и в полевых условиях с использованием дымомера КИД-2 и газоанализатора. Полевые испытания проводились на операции вспашки трактором с дизелем Д-65Н плугом ПН-3-35 с регулировкой на глубину 0,22 м. Получено существенное снижение дымности и токсичности отработавших газов дизелей при увеличении содержания БМ в смесевом моторном топливе. Это обусловливает перспективность широкого применения смесевого моторного топлива в дизельных двигателях. Блочно-модульное аппаратурное оформление технологии получения БМ позволит создавать региональные автономные источники моторного топлива. В дальнейшем планируется расширение ассортимента возможного использования микроводорослей применительно к конкретному региону. Установлена схожесть состава липидной фракции микроводорослей и рапсового масла. У БМ плотность, вязкость и цетановое число выше, а содержание серы ниже, чем у дизельного топлива. Экологические показатели работы дизелей на смесевом топливе улучшаются по сравнению с дизельным топливом. С увеличением содержания БМ в смесевом топливе дымность и токсичность отработавших газов снижаются.

English. There were determined the toxicity indicators of exhaust gases of diesel engines of tractors when using biomineral fuel with a bioadditive made of Chlorella vulgaris microalga (BM). To obtain the BM, the original IGF No. C-111 strain was used, for the cultivation of which a closed circulating tubular photobioreactor fitted with artificial lighting was designed. To perform the synthesis of microalgae lipids, an apparatus was used, where particles performed a complex pulsating motion under the influence of an electromagnetic field. The fatty acid composition of the BM in the blended motor fuel was controlled according to the standard EN14103 method using a gas chromatograph. To obtain a blended motor fuel, the BM was mixed with petroleum diesel fuel. The environmental indicators of a diesel engine when operating on a mixed motor fuel were determined on a test bench (D-243 diesel) and in the field using the KID-2 opacimeter and gas analyzer. Field tests were carried out on plowing operations with a D-65N diesel engine tractor equipped with the PN-3-35 plow adjustable to a depth of 0.22 m. A significant decrease in the smoke and toxicity of diesel exhaust gases was obtained with an increase in the content of BM in the blended motor fuel. This makes it promising for the widespread use of blended motor fuel in diesel engines. Block-modular hardware design of the technology for producing BMs from microalgae will make it possible to create regional autonomous sources of motor fuel. It is planned in the future to expand the range of possible use of microalgae in relation to a specific region. The similarity of the composition of the lipid fraction of microalgae and rapeseed oil was established. The BM has a higher density, viscosity and cetane number and lower sulfur content than diesel fuel has. The environmental performance of mixed fuel diesels is improved compared to diesel. With an increase in the content of BMs in the mixed fuel, the smoke and toxicity of the exhaust gases decrease.