روغن‌های گیاهی را می‌توان به عنوان روان‌کننده در اشکال طبیعی خود استفاده کرد. اما وقتی برای روانکاری صنعتی و ماشین‌آلات در نظر گرفته می‌شوند، مزایا و معایب متعددی دارند. از جنبه مثبت، روغن‌های گیاهی می‌توانند روان‌کنندگی بسیار خوبی داشته باشند و حتی به مراتب بهتر از روغن معدنی عمل کنند. در واقع، روان‌کنندگی آنها به قدری قوی است که در برخی از کاربردها، مانند گیربکس‌های تراکتور، باید مواد اصطکاکی را برای کاهش لغزش کلاچ اضافه کرد. در این مقاله قصد داریم به مزایا و معایب روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر اشاره کنیم.
مزایای روغن‌های زیست‌تخریب‌پذیر
روغن‌های گیاهی دارای شاخص ویسکوزیته (VI) بسیار بالایی هستند. به عنوان مثال، VI 223 برای روغن‌های گیاهی رایج است، این عدد برای بیشتر روغن‌های معدنی 90 تا 100 و برای پلی آلفائولفین (PAO) حدود 126 و 150 برای پلی‌گلیکول است. شاخص ویسکوزیته را می‌توان به عنوان یک معیار پرکاربرد برای تغییر ویسکوزیته سیال متناسب با دما تعریف کرد. هر چه شاخص ویسکوزیته بیشتر باشد، تغییر نسبی ویسکوزیته با دما کمتر می‌شود. به عبارت دیگر روغن با VI بالا نسبت به روغن با VI پایین کمتر با دما تغییر می‌کند.
یکی دیگر از خواص مهم روغن‌های گیاهی نقطه اشتعال بالای آنها است. به طور معمول، این دما ممکن است 326 درجه سانتیگراد (610 درجه فارنهایت) برای یک روغن گیاهی باشد. این عدد برای اکثر روغن‌هی گیاهی در حدود 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) و221 درجه سانتیگراد برای پلی آلفائولفین (PAO) و 177 درجه سانتیگراد برای پلی گلیکول است. طبق ASTM D92، نقطه اشتعال را می‌توان به عنوان دمایی تعریف کرد که یک مایع قابل احتراق باید در آن حرارت داده شود تا بخار کافی تولید کند تا به طور لحظه‌ای مخلوطی قابل اشتعال با هوا ایجاد کند آن هم زمانی که یک شعله کوچک در شرایط مشخص اعمال می‌شود.
علاوه بر این موارد، روغن‌های گیاهی زیست تخریب پذیر، عموما کمتر سمی و تجدیدپذیر هستند و از همه مهم‌تر وابستگی بشر به نفت را کاهش می‌دهند.
معایب روانکارهای زیست‌تخریب‌پذیر
از جنبه منفی، روغن‌های گیاهی در شکل طبیعی خود فاقد پایداری اکسیداتیو کافی برای استفاده در روان‌کننده‌ها هستند. پایداری اکسیداتیو کم به این معنی است که روغن در حین استفاده به سرعت اکسید می‌شود و اگر تصفیه نشود، غلیظ شده و قوام پلاستیکی پیدا می‌کند. اصلاح شیمیایی روغن‌های گیاهی و یا استفاده از آنتی‌اکسیدان‌ها می‌تواند این مشکل را برطرف کند، اما هزینه نهایی را افزایش می‌دهد. اصلاح شیمیایی ممکن است شامل هیدروژناسیون جزئی روغن گیاهی و تغییر اسیدهای چرب آن باشد.
چالشی که در فرایند هیدروژناسیون وجود دارد تعیین این است که در چه نقطه‌ای فرآیند باید متوقف شود. بسته به فاکتورهای متعدد از جمله نقطه ریزش روغن، هیدروژناسیون بهینه انجام می‌شود. خبر خوب این است پیشرفت‌های اخیر در بیوتکنولوژی منجر به توسعه دانه‌های روغنی تقویت شده ژنتیکی شده است که به طور طبیعی پایدار هستند و نیازی به اصلاح شیمیایی و یا استفاده از آنتی‌اکسیدان ندارند.
یکی دیگر از معایب استفاده از روغن‌های گیاهی نقطه ریزش بالای آنها است. نقطه ریزش به عنوان پایین‌ترین دمایی تعریف می‌شود که در آن روغن یا سوخت هنگام سرد شدن تحت شرایطی که توسط روش آزمایشی ASTM D97 تعریف شده، جریان می‌یابد.
این مشکل نیز می‌تواند با افزودن افزودنی‌های شیمیایی (سرکوب‌کننده‌های نقطه ریزش) و یا مخلوط شدن با سایر سیالات دارای نقطه ریزش پایین‌تر برطرف شود. برای این منظور می‌توان از روغن های مصنوعی مختلفی استفاده کرد. اگر به درجه بالایی از تجزیه‌پذیری زیستی نیاز باشد، استرهای مصنوعی زیست‌تخریب‌پذیر برای بهبود خواص اضافه می‌شوند. از سوی دیگر، اگر هدف حفظ خاصیت به اصطلاح زیست پایه باشد، که در آن حداقل 51 درصد روان‌کننده از مواد زیستی طبیعی ساخته شده است، بخشی از این ترکیب می‌تواند روغن معدنی سبک با نقطه ریزش پایین باشد.
ما در مقاله ویسکوزیته روغن روان‌کننده به توضیح شاخص ویسکوزیته پرداخته‌ایم.
شاخص ویسکوزیته (Viscosity Index) یا VI یک عامل مهم در انتخاب روان‌کننده برای یک کاربرد خاص است. شاخص ویسکوزیته یک عدد بدون واحد است که ...
ما در مقاله انتخاب روانکارها منطبق با محیط زیست مهم‌ترین اصطلاحات مربوط به روانکارهای زیست‌تخریب‌پذیر را مرور کرده‌ایم.
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.
چرا از روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر استفاده کنیم؟
آمارهای زیادی در سطح جهانی نشان می‌دهد اهمیت استفاده از روانکارهای زیست‌تخریب پذیر تا چه حد بالا است. برای مثال تقریباً 2.5 میلیارد گالن روان‌کننده سالانه در آمریکای شمالی فروخته می‌شود. مطالعات نشان می‌دهد که بخش زیادی از این سیالات (حدود ۶۰ درصد) به آب‌های زیرزمینی، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و خود زمین ختم می‌شود و به محیط زیست، ماهی‌ها و حیات‌وحش آسیب‌های بیشماری وارد می‌کند. اهمیت این موضوع به ویژه در صنایع دریایی، جنگلداری و کشاورزی پررنگتر است و بر اهمیت نگرانی و مسئولیت ما در قبال حفاظت از محیط‌زیست تاکید دارد. استفاده از سیالات زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند به حفظ محیط‌زیست کمک بسزایی کند و مقداری از تقاضا برای روغن‌های معدنی و نیاز به نفت را در آینده کاهش دهد.
کلام آخر
روان‌کننده‌های زیست‌تخریب پذیر مزایای زیست‌محیطی قابل توجهی دارند. توانایی آنها برای تجزیه سریع در طبیعت، در نتیجه کاهش آلودگی و آسیب به اکوسیستم در مقایسه با روان‌کننده‌های سنتی مبتنی بر نفت بسیار قابل توجه است. پایه‌های گیاهی منابع تجدیدپذیر و گزینه‌ای پایدار را ارائه می‌دهند که به طور بالقوه کاهش نیاز به سوخت‌های فسیلی را به همراه دارد. این ترکیبات در اغلب شرایط شدید عملکرد خوبی نشان داده‌اند و به طول عمر تجهیزات کمک بهینه‌ای کرده‌اند. با این حال، این مزایا با معایب خاصی همراه است. فرمولاسیون بهینه ترکیبات گیاهی بسیار هزینه‌بر است. با وجود این چالش‌ها، تقاضای فزاینده برای محصولات سازگار با محیط‌زیست همچنان به نوآوری منجر می‌شود و به تدریج بر این معایب غلبه می‌کند.
منبع
Corporation, N. (2012) The advantages and disadvantages of biodegradable lubricants. https://www.machinerylubrication.com/Read/28760/advantages-disadvantages-of-biodegradable-lubricants-.
سوالات متداول
روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در مقایسه با روان‌کننده‌های معمولی سریع‌تر و کامل‌تر در محیط تجزیه می‌شوند و آلودگی را به حداقل می‌رسانند و تاثیر آنها بر حیات وحش و اکوسیستم‌ها را کاهش می‌دهند.
بسیاری از روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر برای ارائه عملکرد عالی در دماها و فشارهای شدید، مشابه یا حتی فراتر از همتایان مبتنی بر نفت خود در برخی کاربردها فرموله شده‌اند.
هزینه بالاتر معمولاً به دلیل گران بودن مواد اولیه و فناوری پردازش پیشرفته مورد نیاز برای تولید آنها و همچنین حجم تولید کمتر در مقایسه با روانکارهای معمولی است.
در حالی که پیشرفت‌هایی صورت گرفته است، برخی روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است در کاربردهای خاص، به ویژه در مواردی که دماهای شدید یا استفاده طولانی مدت در آن دخیل هستند، در مقایسه با همتایان غیرقابل تجزیه خود، عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند.
روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر می‌توانند ماندگاری کوتاه‌تری نسبت به روان‌کننده‌های سنتی داشته باشند زیرا روغن‌های طبیعی که از آنها ساخته می‌شوند می‌توانند در طول زمان تحلیل بروند یا فاسد شوند و برای حفظ اثربخشی خود به شرایط نگهداری دقیق نیاز دارند.
ممکن است مشکلات سازگاری با مهر و موم ماشین‌آلات یا تجهیزات واشرها وجود داشته باشد، زیرا برخی از روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است باعث تورم، جمع شدن یا تخریب مواد خاصی شوند که برای کنترل ترکیب آنها طراحی نشده‌اند.
به دنبال گواهینامه یا برچسب‌هایی باشید که نشان می‌دهد روان‌کننده با استانداردهای شناخته شده برای تجزیه‌پذیری زیستی مطابقت دارد، مانند برچسب Ecolabel اروپایی یا سری آزمایش‌های OECD 301 برای تجزیه‌پذیری‌زیستی.
در حالی که آنها را می‌توان در بسیاری از برنامه‌ها استفاده کرد، ضروری است که با سازنده ماشین‌آلات یا روان‌کننده مشورت کنید تا اطمینان حاصل شود که روان‌کننده زیست‌تخریب‌پذیر برای تجهیزات خاص شما مناسب است و عملکرد را به خطر نمی‌اندازد.
در برخی مناطق و صنایع به ویژه آنهایی که در مناطق حساس زیست‌محیطی یا نزدیک به آن کار می‌کنند، استفاده از روان‌کننده‌های زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است توسط قانون یا مقررات تشویق یا حتی الزامی شود.
