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  1. DjRudy

    Olio vegetale

    Introduzione L’olio vegetale puro inteso come biocarburante è ottenuto dalla spremitura meccanica dei semi di oleaginose, girasole colza e soia sono tra le più comuni e successiva filtrazione. Si tratta quindi di un biocarburante ottenuto solo attraverso un processo fisico-meccanico, senza l’intervento di alcuna raffinazione chimica. Se l’olio ottenuto non viene transesterificato (in questo caso diventa biodiesel e ne parleremo in un altro 3d dedicato), cioè rimane allo stato grezzo, può ugualmente trovare applicazione come combustibile nelle caldaie al posto del gasolio oppure come combustibile nei motori diesel, purché si adottino gli opportuni accorgimenti. Gli oli grezzi si presentano, quindi, come combustibili più economici del biodiesel, purtroppo la loro combustione nei motori stradali è problematica (sia perché la quota di olio vegetale defiscalizzato è molto limitata, sia perché i motori automobilistici devono subire pesanti modifiche per poter funzionare ad olio vegetale puro), nei motori stazionari, invece, dove le condizioni di funzionamento sono più favorevoli, la combustione è realizzabile adottando alcune precauzioni. Questo fatto rende gli oli grezzi adatti per i motori stazionari cogenerativi, dove alla convenienza energetica propria delle cogenerazione si unisce l’utilità ambientale di un biocombustibile. Caratteristiche chimiche e fisiche Le proprietà caratteristiche come la densità e il punto di infiammabilità sono dei valori fissi, dipendenti dal tipo di seme impegnato per l’ottenimento dell’olio. Le proprietà variabili sono influenzate da alcuni fattori: condizioni di coltura e di raccolta, la qualità del seme, il processo di trasformazione e l’immagazzinamento. Le principali, caratteristiche degli oli grezzi, riassunte in tabella , evidenziano innanzitutto che essi hanno una viscosità fino a 20 volte maggiore del gasolio e un punto di infiammabilità nettamente più elevato (circa 220°C), oltre a una tendenza alla polimerizzazione, legata all’ossidazione o all’azione termica, inoltre una composizione ricca di ossigeno: se questa caratteristica è garanzia di una migliore combustione (si ricorda che la combustione è una reazione chimica che richiede la presenza dell’ossigeno), da un altro punto di vista è indice di una minore capacità di produrre energia, capacità che dipende dalla concentrazione di carbonio e di idrogeno. Infatti, la tabella mostra che il potere calorifico degli oli grezzi è più basso di quello di un gasolio. Un’altra caratteristica fisica importante è la viscosità, legata alla possibilità di iniezione del combustibile nella camera di combustione dei motori diesel. Gli oli grezzi sono molto viscosi perché composti da lunghissime molecole che ostacolano lo scorrimento delle une sulle altre; ciò comporta una cattiva nebulizzazione nella camera di combustione e quindi una cattiva combustione. Parametri Caratteristiche energetiche e fisico-chimiche dell’olio vegetale. (Fonte Informatore Agrario 09/2007). Queste caratteristiche sono la base principale della progettazione delle modifiche da effettuare ai motori. Potere calorico volumico, massico e densità: Per queste prime caratteristiche, che determinano la potenza nei motori, non sono necessarie modifiche, pertanto i motori svilupperanno circa il 10% di potenza in meno. Numero di cetano: Per questa caratteristica, che determina la facilità di accensione a freddo, bisogna dotare i motori di dispositivi atti a compensare questo limite. Punto di accensione: Per questa caratteristica che indica la temperatura minima di accensione del combustibile nella camera di scoppio, considerando che in alcune zone della stessa la temperatura media è inferiore ai 300°, sono necessari dispositivi di correzione. Viscosità: Per questa caratteristica, che indica la fluidità necessaria per una corretta polverizzazione da parte degli iniettori ed una corretta scorrevolezza all'interno della pompa ad iniezione, bisogna dotare i motori di dispositivi atti a ridurne la viscosità ad almeno la metà di quella originale. Acidità: Durante il funzionamento dei motori una piccola parte del carburante trafila tra la camera di scoppio ed il basamento, contaminando l'olio motore, questo, di carattere basico, reagisce con il carburante acido formando sali che modificano le caratteristiche dell'olio motore rendendone necessaria la sostituzione più frequentemente. Tale inconveniente viene risolto tramite additivi di origine vegetale per la correzione del pH dell’olio motore e/o dell’olio combustibile. La tecnologia Per le caratteristiche descritte nel paragrafo precedente gli oli vegetali provocano degli inconvenienti funzionali nei motori diesel, principalmente a causa della loro viscosità rispetto al gasolio: incrostazioni sugli iniettori, e nelle fasce elastiche, problemi alla pompa di iniezione, diluizione dell’olio lubrificante da parte del’olio vegetale ecc. Quindi l’uso dell’olio vegetale puro come biocombustibile presuppone specifiche modifiche al motore; inoltre non tutti i tipi di motori possono essere adattati con successo. I principali sistemi di adeguamento dei motori sono suddivise in due categorie: sistema a un serbatoio e sistema a due serbatoi: • I primi prevedono per il riscaldamento dell’olio vegetale prima della combustione (60-70 °C) per ridurre la sua viscosità. • I motori adattati con sistema a due serbatoi sono avviati e arrestati a gasolio, mentre nella fase intermedia, in condizioni ottimali, sono fatti funzionare con l’olio vegetale. Oltre ai due sistemi sopraelencati è importante effettuare le seguenti operazioni: • Controlli più frequenti delle pompe e degli iniettori. • Cambio più frequente dell’olio lubrificante. Si tratta di accorgimenti semplici e di facile realizzazione ma che purtroppo aumentano i costi di esercizio. Come detto, non tutti i motori possono essere convertiti con successo, ci sono alcune aziende specializzate che vendono motori per cogenerazione già modificati per l’utilizzo di olio vegetale, oppure si possono acquistare kit di trasformazione (1 o 2 serbatoi) che convertono motori diesel a olio vegetale. Poiché il potere calorifico degli oli grezzi è mediamente inferiore del 3-14 % rispetto al gasolio il consumo specifico (g/kwh) di olio grezzo risulterà aumentato della stessa percentuale. A parziale compensazione di questo aspetto negativo interviene l’ossigeno presente nelle molecole dell’olio, che agisce a favore di una buona combustione, in sostanza, il rendimento del motore non si abbassa passando dal gasolio all’olio, anzi in alcuni casi può avere un incremento anche di un punto percentuale. Le emissioni sono suddivise in emissioni regolamentate e non regolamentate, le prime sono soggette a restrizioni di legge, le seconde sono libere. Le emissioni variano fortemente con il tipo di motore (iniezione diretta) e con il suo stato; variano anche con il carico e il numero di giri. In condizioni ottimali di combustione (olio preriscaldato, motore in buone condizioni), le emissioni regolamentate rispetto a quelle medie del gasolio si possono così riassumere (Informatore Agrario 37/2007): • Ossido di carbonio (CO): - 50 %, 0%. • Idrocarburi incombusti (HC): - 20 %, 0 %. • Ossidi di azoto (NOX): - 15%, + 5%. • Particolato: (polveri totali emesse): - 60 %, - 10 %. Per quanto riguarda le emissioni non regolamentate (idrocarburi policiclici aromatici, benzene, aldeidi, sostanze organiche volatili, ecc., sostanze talvolta tossiche) le loro concentrazioni sono sempre più basse rispetto al gasolio tranne che per la formaldeide; si tratta in ogni caso di quantità molto modeste (Informatore Agrario 37/2007). L’olio vegetale risponde bene concetto di microfiliera locale corta. Cioè l’installazione in azienda di un microcogeneratore alimentato da olio di girasole e/o colza direttamente nell’azienda agricola, si adatta anche a piccole aziende infatti possiamo avere impianti di micro-cogenerazione alimentati ad olio vegetale da poche decine di Kweh. All’interno della microfiliera sono compresi tutti i passaggi produttivi fino al prodotto finito: l’energia: 1) La produzione dei semi di girasole e/o colza. 2) L’estrazione, presso il centro di raccolta dell’azienda dell’olio vegetale, e del relativo panello. 3) L’alimentazione del modulo di microcogenerazione, connesso alla rete elettrica MT con l’olio vegetale prodotto in azienda. 4) Il panello d’estrazione potrà essere destinato all’alimentazione animale, o venduto sul mercato. Schema riassuntivo Per la spremitura si utilizzando macchine che effettuano una frangitura per schiacciamento a freddo e non per "macinazione a martelli" separando all'inizio della lavorazione di spremitura, la pasta del prodotto in lavorazione, il quale viene poi macinato e scaricato separatamente sotto forma di pellet. Macchine Spremitrici
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