انتخاب روانکارها منطبق با محیط زیست
آیا میدانستید در حین کار جنگلداری با استفاده از اره برقی، هفت میلیون لیتر روغن معدنی وارد خاک میشود؟ این تنها یک آمار کوچک از موارد بسیاری است که روزانه گزارش میشود. روانکنندههای غیر سازگار با محیطزیست، به ویژه آنهایی که از نفت خام به دست میآیند به محیط زیست آسیب میرسانند. آنها باعث آلودگی شدید خاک، هوا و آبهای زیرزمینی میشوند. علاوه بر این، در بافتهای گیاهی تجمع مییابند و اکوسیستمهای زمینی و دریایی را به خطر میاندازند. ناگفته نماند این تاثیرات منفی گریبانگیر سلامتی انسانها نیز هست. واکنشهای آلرژیک، بیماریهای سیستم عصبی، بیماریهای سیستم تنفسی و سرطان از جمله تاثیرات غیر مستقیم استفاده از روانکارهای ناسازگار با محیطزیست است. بنابراین انتخاب روانکارها منطبق با محیط زیست از اهمیت ویژهای برخوردار است.
روانکنندههای سازگار با محیط زیست محصولات زیستتخریبپذیر و غیر تجمعی هستند که حداقل خطر را برای محیط زیست به همراه دارند. با توجه به اینکه استفاده از روانکارهای سازگار با محیطزیست، غیر سمی و زیستتخریبپذیر هستند در مجموعههای صنعتی قطعاً موضوعی قابل بحث است. امروزه بسیاری از شرکتهای بزرگ مانند شل و والوالین برای رسیدگی به آلودگی ناشی از روانکنندهها بر تولید محصولات سازگار با محیطزیست تمرکز کردهاند. در این مقاله قصد داریم به پاسخ این پرسشها بپردازیم که محصولات قابل قبول برای محیط زیست چیست؟ و مزایا و معایب آنها کدام است؟
روغنهای پایه دوستدار محیط زیست چیست؟
هر روانکننده صرف نظر از کاربردهای صنعتی آن، از روغنهای پایه و مواد افزودنی تشکیل شده است.
در مورد درک بهتر روغن پایه می توانید به مقاله "روغن پایه چیست و انواع دستهبندی آن" مراجعه کنید.
بارها نام روغن پایه را شنیدهایم اما آیا میدانید روغن پایه چیست و به چند دسته تقسیم میشود؟ روغن پایه، یک نوع روغن است که به عنوان پایه برای تولید روغنهای مختلف استفاده میشود.
با این حال توجه داشته باشید که همه روغنهای پایه سازگار با محیطزیست نیستند. یکی از این نمونهها نفت است که برای محیطزیست مضر تلقی میشود. روغنهای پایهای که ویژگیهای زیستتخریبپذیری دقیق را برآورده میکنند عبارتند از: پلیآلکلین گلیکول (PAGs)، استرهای مصنوعی (SEs)، و روغنهای گیاهی (VOs):
- استرهای مصنوعی: استرهای مصنوعی بیشتر به عنوان پایه روغنهای زیستتخریبپذیر استفاده میشوند. آنها از یک اسید معدنی یا آلی که با الکل واکنش میدهد به دست میآیند. این ترکیبات زیستتخریبپذیری بالایی دارند و سمی نیستند. آنها همچنین دارای شاخص ویسکوزیته بالا، نقطه ریزش کم، فراریت اندک و پایداری حرارتی بالا هستند که این ویژگی سبب میشود استرهای مصنوعی برای روانکنندهها در ویسکوزیتههای مختلف عالی باشد. استرهای مصنوعی برای هر دو کاربرد در دمای بالا و پایین ایدهآل هستند. از سوی دیگر، نقطه ضعف اصلی آنها هیدرولیز ناخواسته آنها است – واکنش شیمیایی معکوس که در آن آب برای تولید الکل و اسید مصرف میشود.
- پلی آلکیلن گلیکول: پلی آلکیلن گلیکولها از واکنش بین اکسیدهای اتیلن و پروپیلن با الکل یا آب به دست میآیند. آنها دارای شاخص ویسکوزیته بالا، تمیزی استثنایی، پایداری برشی خوب و نقطه ریزش پایین هستند. محصولات مبتنی بر پلی آلکیلن گلیکول به عنوان روانکنندههای کمپرسور شناخته میشوند. با این حال، کاربرد آنها در صنایع مختلف از جمله فلزکاری و ماشینآلات هیدرولیک متفاوت است. این ترکیبات روانکاری استثنایی برای مصارف فلز روی فلز ارائه میدهند و برای دماهای بین 40- درجه تا 200 درجه سانتیگراد ایدهآل هستند، اما به دلیل قیمت بالا و ناسازگاری با سایر روانکنندهها، کاربرد زیادی ندارند.
- روانکنندههای گیاهی: روغنهای گیاهی یکی از موثرترین جایگزینها برای روغنهای معدنی هستند. آنها از گیاهان خام مانند تخمه آفتابگردان، سویا، کلزا و غیره به دست میآیند. روغن هیدرولیک با پایه گیاهی دارای خواص روانکنندگی، ضد اکسیداسیون، ضد زنگ و ضد سایش و همچنین شاخص ویسکوزیته بالا و نقطه اشتعال بالا هستند. از آنجایی که این ترکیبات 100٪ طبیعی هستند، مزایای زیستمحیطی متعددی از جمله غیر سمی بودن و زیستتخریبپذیری را ارائه میدهند.
روانکنندههای زیستتخریب پذیر در مقایسه با BIO-BASED و روانکنندههای سبز
در صنعت روانکار، اصطلاحات مختلفی برای توصیف محصولات قابل قبول از نظر زیستمحیطی استفاده میشود، که از آن جمله میتوان به زیستتخریبپذیر، زیست پایه یا BIO-BASED و سبز اشاره کرد. اگرچه این اصطلاحات اغلب به جای یکدیگر استفاده میشوند، اما یکسان نیستند:
- روانکنندههای زیستتخریبپذیر: قابلیت زیستتخریبپذیری روانکننده بیانگر تخریب شیمیایی روانکننده ناشی از تماس آن با میکروارگانیسمها است. در حالیکه ویژگیهای فیزیکی ماده تغییر میکند، ساختار مولکولی آن ثابت میماند. درجه زیستتخریبپذیری با محاسبه نرخ تبدیل روانکننده به CO2 ارزیابی میشود. زمانی که 60 درصد یا بیشتر ماده آزمایشی در 28 روز به CO2 تبدیل شود، روانکننده زیستتخریبپذیر در نظر گرفته میشود.
- روانکنندههای زیست پایه یا BIO-BASED: این روانکارها را روانکنندههای زیستی نیز مینامند. همانطور که از نام آنها پیدا است، این نوع روانکننده از مواد اولیه زیستی مشتق شده که به عنوان پایه آنها عمل میکند. مواد اولیه زیستی میتواند مواردی مانند چربیهای حیوانی، روغنهای گیاهی یا هر هیدروکربن دوستدار محیطزیست باشد. جدا از تجدیدپذیر و پایدار بودن، روانکنندههای زیستی دارای ویژگیهای روانکاری فوقالعادهای هستند، به ویژه در مقایسه با روغنهای معدنی. به عنوان مثال، آنها دارای روانکاری استثنایی، نقطه اشتعال بالا، شاخص ویسکوزیته بالا و مقاومت برشی خوب هستند. روانکنندههای زیستی را میتوان در هر دو سیستم باز و بسته استفاده کرد. روغنهایی که در سیستمهای باز استفاده میشوند، روانکنندههایی با اتلاف کامل نیز نامیده میشوند، زیرا در حین کار از سیستم خارج میشوند. آنها معمولاً روغن های دو زمانه هستند که در اره های برقی، تجهیزات فلزکاری و غیره استفاده میشوند. متأسفانه میزان استفاده از روان کنندههای زیستی کم است زیرا تولید آنها محدود است.
- روانکنندههای سبز: روانکنندههای سبز در چند سال گذشته به یک کلمه رایج تبدیل شدهاند. اگرچه این اصطلاح جذاب به نظر میرسد، اغلب میتواند بسیار گمراه کننده باشد. چرا؟ زیرا همه محصولات سبز موجود در بازار واقعاً برای محیطزیست مفید نیستند. حتی اگر آنها عاری از فلزات سنگین و سایر مواد مضر باشند، محصولات سبز لزوماً مبتنی بر روغنهای خام زیستی نیستند و زیستتخریبپذیر به شمار نمیآیند. این یکی از ضروریترین مواردی است که باید هنگام انتخاب یک روانکننده سازگار با محیطزیست در نظر بگیرید. یک روانکننده سبز واقعی باید ویژگی های ذکر شده در بالا یعنی تجزیهپذیری زیستی را داشته باشد و استفاده از یک پایه خام و زیستی را با هم ترکیب کند. این روانکنندهها برای محیطزیست بی خطر هستند و بدون برجای گذاشتن مواد سمی به سرعت تجزیه میشوند.
خواص روانکنندههای سازگار با محیط زیست
برای اینکه روانکارها دوستدار محیط زیست در نظر گرفته شوند، باید معیارهای دقیقی را رعایت کنند. برخی از خواص کلیدی روانکنندههای پایدار عبارت است از زیستتخریبپذیری، تجدیدپذیری و سمیت:
- تجزیهپذیریزیستی: زیستتخریبپذیری ویژگی روغن های دوستدار محیط زیست است که بیانگر تجزیه آنها توسط میکروارگانیسمها است. سوال اساسی اینجاست که زیستتخریبپذیری روانکننده چگونه ارزیابی میشود؟ با اندازهگیری پارامترهایی که معدنی شدن ماده آزمایشی یا نحوه مصرف میکروارگانیسمها از ماده آزمایش را نشان میدهد میتوان میزان زیستتخریبپذیری را ارزیابی کرد. روشهای مختلفی برای اندازهگیری زیستتخریبپذیری روانکننده استفاده میشود. بیایید ضروریترین آنها را نام ببریم:
1- آزمون CEC-L-33-A-94: متداولترین آزمایش تجزیهپذیری روانکننده مورد استفاده در صنعت روانسازی، روش CEC-L-33-A-94 است که توسط شورای هماهنگی اروپا (CEC) توسعه یافته است. در این روش تجزیه روانکننده را با تجزیه و تحلیل مواد آزمایشی در زمانهای مختلف از طریق طیفسنجی مادون قرمز اندازهگیری می کنند. این آزمایشها ثابت میکنند که روغنهای معدنی معمولاً دارای خواص تجزیهپذیری زیستی پایینی هستند که از ۱۵٪ تا ۳۵٪ متغیر است. بر اساس گزارش CEC، روانکنندههای زیستتخریبپذیر آنهایی هستند که قابلیت تجزیه زیستی بیش از 80 درصد دارند.
2- آزمون OECD 301B: آزمایش دیگری است که معمولاً برای اندازهگیری تجزیهپذیری روانکننده استفاده میشود. این تست تکامل دیاکسیدکربن را از طریق تجزیه روانکننده طی 28 روز ارزیابی میکند. طبق پروتکل OECD 301B، روانکنندهها میتوانند به آسانی زیستتخریبپذیر و ذاتاً زیستتخریبپذیر باشند.
روانکارهایی که به آسانی تخریبپذیر هستند آنهایی هستند که به طور طبیعی و در مواجهه با نور خورشید، آب و میکروارگانیسمها توانایی تجزیهپذیری زیستی دارند. زیستتخریبپذیری آنها حداقل 60 درصد در عرض 28 روز است. این گونه روانکنندههای بسیار زیستتخریبپذیر با روغنهای گیاهی مانند سویا یا کانولا ساخته میشوند و حاوی فلزات سنگین نیستند. روانکنندههای ذاتا زیستتخریبپذیر ذاتاً روغنهای گیاهی یا مصنوعی هستند که حاوی هیچ گونه فلز سنگین به عنوان افزودنی نیستند.
- تجدیدپذیری: تجدیدپذیری روانکنندههای سازگار با محیطزیست نشاندهنده مقدار موادی است که باید با استفاده مجدد، بازیافت یا جایگزین شوند. برای سازگاری با محیطزیست، روانکارها باید حداقل ۲۵ درصد محتوای تجدیدپذیر داشته باشند. در اینجا معیارهای تجدیدپذیری در اروپا بر اساس مجله رسمی اتحادیه اروپا بیان شده است:
- ≥ 50% برای دسته 1 (سیالات هیدرولیک و روغنهای انتقال تجهیزات کشاورزی)
- ≥ 45% برای دسته 2 (گریسها)
- ≥ 70% برای رده 3 (روغنهایی با اتلاف کلی، مانند روغنهای ارِه برقی، مواد رها کننده بتن، روانکنندههای سیم و غیره)
- ≥ 50٪ برای دسته 4 (روغنهای دو زمانه)
- ≥ 50% برای رده 5 (روغندنده صنعتی و دریایی)
- سمیت: در طول چند سال گذشته، کاهش سمیت روانکننده برای بسیاری از تولیدکنندگان روانکار بسیار مهم شده است. طبق دستورالعمل CLP- 1272/2008/EC در حداقل الزامات استاندارد شده برای روانکنندههای زیستی، روانکننده نباید برای محیط زیست خطرناک باشد.
تجمع زیستی
تجمع زیستی نوعی واکنش شیمیایی نشاندهنده تجمع تدریجی مواد روانکننده در یک ارگانیسم است. به عبارت دیگر، بسیار مهم است که روانکنندههای قابل قبول از نظر زیستمحیطی پتانسیل تجمع زیستی پایینی داشته باشند. به این ترتیب، ترکیبات آنها با سرعت بیشتری تجزیه میشوند. به عنوان مثال، روغنهای معدنی با پایه نفت خام معمولاً پتانسیل تجمع زیستی بالاتری دارند و تهدید بیشتری برای محیطزیست و سلامت انسان به شمار میروند. همچنین، قابل ذکر است که حلالیت در آب و سرعت تجمع زیستی روانکار رابطه معکوس دارند. بنابراین اگر حلالیت آن در آب زیاد باشد پتانسیل تجمع زیستی آن کم است و بالعکس.
معایب بالقوه روانکنندههای سازگار با محیط زیست
از مثالهای ارائهشده در بالا، میتوان نتیجه گرفت که روانکنندههای سازگار با محیط زیست مزایای بیشماری را به ارمغان میآورند. با این حال، آنها دارای معایب خاصی هستند که باید در نظر گرفته شوند. در اینجا به برخی از محدودیتهای آنها اشاره میکنیم:
- پایداری حرارتی و اکسیداسیون ضعیف: به دلیل نقاط ریزش بالا و پمپاژ ضعیف آنها در دماهای زیر صفر، استفاده از آنها در دمای پایین محدود است.
- ناسازگاری با سایر روانکنندهها: به عنوان مثال، گریسهای دارای پایه روغن گیاهی به دلیل تفاوت بین روغن های گیاهی و نفتی، با پایه معدنی سازگار نیستند.
- ماندگاری محدود: روغنهای زیستتخریبپذیر دارای ماندگاری محدودی هستند که نمیتواند با عمر مفید روغنهای معدنی یا مصنوعی مقایسه شود.
نتیجهگیری
روانکاری ماشینآلات، وسایل نقلیه و تجهیزات اساس هر صنعتی است. استفاده از روانکنندههای غیر سازگار با محیطزیست ممکن است یک تهدید بزرگ برای محیطزیست باشد. نشت روغن و نگهداری نامناسب باعث آلودگی شدید خاک، آب و زمین میشود. آلودگی صنعتی علاوه بر تاثیر بر اکوسیستمهای خشکی و آبی، در سطوح مختلف به سلامت انسان نیز آسیب میرساند. اینجاست که استفاده از سیالات روانکار سازگار با محیطزیست مطرح میشود. این مواد زیستتخریبپذیر نه تنها به طور خاص و بدون به خطر انداختن عملکرد وسایل نقلیه، ماشینآلات و تجهیزات شما مهندسی شدهاند بلکه کمترین خطر را برای محیطزیست به همراه دارند. به این ترتیب میتوان گفت آنها آینده روانکاری صنعتی را تغییر میدهند. نحوه پذیرش و مصرف آنها در آینده به تواناییشان در غلبه بر چالشهای فعلی ذکر شده در این مقاله و در عین حال رقابتی بودن در قیمت بستگی دارد.
منابع
1. Vcom. (n.d.). What are Environmentally-Friendly lubricants? – ValvolineTM Global Europe – EN. https://www.valvolineglobal.com/en-eur/what-are-environmentally-friendly-lubricants/
2. Brown, K. (2005). Making good environmental choices for lubricants. Machinery Lubrication. https://www.machinerylubrication.com/Read/795/environmental-choices-lubricants
سوالات متداول
روانکنندههای سازگار با محیطزیست معمولاً با استفاده از روغنهای پایه زیستتخریبپذیر و مواد افزودنی فرموله میشوند. آنها عاری از مواد مضر مانند فلزات سنگین، افزودنیهای سمی و ترکیبات آلی فرار هستند. از طرف دیگر روانکنندههای معمولی اغلب حاوی روغنهای مبتنی بر نفت و مواد افزودنی هستند که میتوانند برای محیطزیست مضر باشند.
بله، بسیاری از روانکنندههای سازگار با محیطزیست به گونه ای طراحی شدهاند که به اندازه همتایان معمولی خود موثر عمل کنند. آنها میتوانند سطوح مشابهی از روانکاری، حفاظت و عملکرد را ارائه دهند. با این حال، ویژگیهای عملکرد خاص ممکن است بسته به کاربرد و فرمول محصول متفاوت باشد.
- کاهش اثرات زیستمحیطی: برای اکوسیستمها، حیات وحش و منابع آب آسیب کمتری دارند.
- انطباق با مقررات: آنها اغلب مقررات سختگیرانه زیستمحیطی و استانداردهای صنعت را رعایت میکنند.
- سلامت و ایمنی: به دلیل کاهش قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مضر میتوانند برای سلامت انسان ایمنتر باشند.
مناسب بودن این روانکنندهها به کاربرد خاص و شرایط محیطی بستگی دارد. برخی از کاربردها ممکن است برای عملکرد مطلوب به روانکنندههای معمولی نیاز داشته باشند. برای تعیین محصول مناسب برای نیازهای خاص خود مشورت با تولیدکنندگان روانکار یا کارشناسان ضروری است.
به طور کلی، روانکنندههای سازگار با محیطزیست میتوانند کمی گرانتر از روانکنندههای معمولی باشند. با این حال، با افزایش تقاضا برای محصولات سبز، تفاوت قیمت کاهش یافته است. با گذشت زمان، تفاوت هزینه ممکن است ناچیزتر هم شود.
در بیشتر موارد ترکیب انواع مختلف روانکنندهها توصیه نمیشود، زیرا این کار میتواند مزایای زیستمحیطی و عملکرد آنها را به خطر بیندازد. همیشه از توصیهها و دستورالعملهای سازنده برای سازگاری استفاده کنید.
دفع صحیح روانکنندههای سازگار با محیطزیست مهم است. آنها اغلب زیستتخریبپذیر هستند و میتوان آنها را با رعایت مقررات محلی دور انداخت. با این حال، بهتر است برای راهنمایی در مورد روشهای دفع مناسب با مرکز دفع زباله یا مرکز بازیافت محلی خود تماس بگیرید.
