مقر XBEE
مقر XBEE
لغات وبلدان أخرى
+352 691 6689 69 info@xbee.com دومونتساف | شيفلانج 3841 | لوكسمبورغ

“التقنيات الحيوية وتقنيات المعالجة بالإنزيم!”

XBEE هي مادة طبيعية مُضافة خاصة بالوقود العضوي، وقد تم تطويرها منذ عدة سنوات، وهي تجمع بين التقنيات الحيوية وتقنيات المعالجة بالإنزيم. 

الإنزيمات

الإنزيم هو بروتين تنتجه جميع الخلايا الحية بشكل طبيعي. وهو يأتي في هيئة سلسلة عديد الببتيد، وبه ثنية في مكان محدد. وهي تمنح الإنزيم قوته الحفّازة – التي تسرع التفاعلات الكيميائية التي تكون بطيئة أو التي لا يشجع عليها انخفاض طاقة تنشيط التفاعل الكيميائي، وبالتالي تزيد سرعة التفاعل دون أن تؤثر على الديناميكا الحرارية.

الإنزيمات المساعدة

تحتاج العديد من الإنزيمات أيضًا إلى عنصر غير بروتيني، والذي نطلق عليه اسم الإنزيم المساعد، من أجل نشاطها الحفاز. عادةً ما تكون تلك العناصر أيونات معدنية أو جزيئات عضوية صغيرة أساسية لآلية التفاعل الإنزيمي.

وفي أنواع الوقود المعتمد على النفط، يمكن للوقود نفسه توفير الأيونات المعدنية بكميات كافية.

تمايز البروتين والطيّ

يكون لإنزيم محدد بنيته الخاصة ثلاثية الأبعاد نتيجة لطي سلسلته البروتينية. وتحدد هذه البنية موقع تعرف محدد تقريبًا للمواد المتأثرة بالإنزيم (تكون هنا الجزيئات التي تكوّن الهيدروكربون المنقول) وبالتالي تُتيح الاتصال بين المادة المتأثرة وجزء الإنزيم المسؤول عن النشاط الحفّاز (عادةً ما يتضمن الإنزيم المساعد) لتشكيل مركّب من المادة المتأثرة بالإنزيم.

هذا المركّب يتيح التحول الكيميائي للمادة المتأثرة بالإنزيم بعد إطلاق نواتج التفاعل والإنزيم. ويمكن للإنزيم حينها الدخول في دورة حفازة جديدة والتحول إلى جزيء جديد للمادة المتأثرة بالإنزيم.

وفي حالة المادة الطبيعية المضافة للوقود XBEE، التي تتكون من مزيد من الإنزيمات المختلفة، يتم تحديد جزيئات بعينها والتي تكوّن الوقود كمواد متأثرة بإنزيمات محددة، وبالتالي يمكن تعديلها. على سبيل المثال، يمكن لتلك الجزيئات أن تكون مركبات عطرية متعددة الحلقات أو مركبات كبريتية.

أثناء حرق وقود معدل بمنظف الوقود XBEE، يمكن أيضًا حرق الإنزيمات المضافة دون وجود أي نواتج إضافية ملحوظة لأنها عبارة عن بروتينات (وبالتالي فهي عضوية).

 

 

الثبات

تحتوي مادة معالجة الوقود بالإنزيم XBEE على إنزيمات في غاية الثبات والتي تظل نشطة لعدة سنوات. إلا أنها عناصر فيزيائية قد تدمر الإنزيمات، أو تثبطها، أو تقلل من نشاطها عند معالجة الوقود. قد تتسبب التغيرات في قطبية البيئة، أو درجة الحموضة، أو درجة الحرارة والأشعة فوق البنفسجية في مقاطعة التفاعل الإنزيمي. كما قد يتسبب التعرض لدرجات حرارة تتجاوز 80 إلى 90 درجة مئوية في تدمير النشاط الإنزيمي لـ XBEE.

تأثير تقنية XBEE على الوقود

عند الحرق القياسي، يتطلب الإشعال المتتابع لكل سلسلة من قطرات الوقود كمية محددة من الطاقة. هذه الطاقة المستهلكة أثناء الإشعال لا تُستخدم لقوة الدفع وقد تتحول إلى حرارة مشعة متبقية، وتساهم في تكون أكسيد النيتروز (NOx).

يحدث تفاعل المادة المضافة للوقود XBEE قبل الحرق. ويؤدي التفاعل المشترك لعدة إنزيمات إلى زيادة معدل حرق الوقود وتحسين الحرق. ويؤدي هذا إلى حبس المزيد من الطاقة الحرارية لقوة الدفع. علاوةً على ذلك، يتيح انتشار اللهب بصورة أسرع حرق كمية أكبر من الوقود، وبالتالي تجنب التفجير السابق لأوانه وطقطقة المحرك. وفي حين تُخرج صمامات العادم كمية أقل من الوقود المحترق، يقل انطفاء اللهب في مجرى صرف العادم، مما يمنع تشكّل السناج. إن المادة المضافة للوقود XBEE عبارة عن مزيج من الإنزيمات النباتية المكوّنة طبيعيًا والتي يمكنها تقسيم مركبات وقود محددة، وتبديل المجموعات الكيميائية، وإعادة تنظيم البنية الجزيئية لجزيئات الوقود.

وينتج عن ذلك الوقود مُفرط الأكسجة، والذي عندما يحترق، يفضل تشكيل ثاني أكسيد الكربون (CO2) على حساب أول أكسيد الكربون (CO). فضلاً عن ذلك، ينتج عن الانخفاض الإجمالي في استهلاك الوقود بسبب كفاءة الحرق، انخفاض آثار الانبعاث، وخصوصًا تلك الناتجة عن الجزيئات وثاني أكسيد الكربون.

عند تخزين الوقود، يساعد منظف الوقود XBEE على التخلص من المياه، وتقليل الرواسب كالصدأ. كما تقلل المادة الطبيعية المضافة للوقود XBEE من الملوثات الموجودة في أنواع الوقود الرطب. وينتج ذلك عن الكتلة الحيوية الميكروبيولوجية (الخمائر، العفونة، الفطريات. . .) التي تتكون عند الحقن بين الماء والوقود. ونظرًا لأنها أقل عددًا، يقل تآكل الحاقن وتلوثه.

تأثير XBEE على الكبريت في الوقود

 

أثناء إنتاج الوقود، تهدف مرحلة المعالجة بالهيدروجين إلى تقليل كمية الكبريت، والتي تتسبب في تكون أكسيد الكبريت (SOx) بعد الحرق. تقترح بعض الدراسات أن الكميات الكبيرة من أكسيد الكبريت في العادم، والتي تنتج عن الحرق غير الكامل، قد تكون مصدرًا للمركبات المُسببة لمرض السرطان التي تم العثور عليها في سناج محركات الديزل.

لهذا العلاج تأثير محدود على الجزيئات العطرية متعددة الحلقات التي تؤثر على جودة وقود الديزل. بعد المعالجة بالمادة المضافة للوقود XBEE، يتم تعديل تركيبة وقود الديزل فيما يتعلق بمركبات الكبريت. وعلى وجه الخصوص، يظهر أكسيد الكبريت والكبريتات الأكثر ثباتًا، وفي بعض الأحيان على هيئة كبريتات عضوية قد توجد في الأجسام الناتجة عن الانبعاث. تظل كمية الكبريت المنبعثة هي ذاتها؛ ولكن محتوى ثاني أكسيد الكبريت سيقل على الأغلب. عندما تنخفض كمية الروائح شديدة السُمية والمسببة لمرض السرطان، والسناج الدبق سريع الانتشار، يكون لذلك تأثير ملحوظ على تقليل خطورة الانبعاثات. كما أن استبدال ثاني أكسيد الكبريت عالي التفاعلية بمركب أكثر ثباتًا يحدّ من التأثير البيئي. علاوةً على ذلك، فإن انخفاض الاستهلاك نتيجة لتأثير الإنزيم على الوقود، يقل التأثير الزمني المرجح للكبريت على البيئة بنفس المقادير. وأخيرًا، هناك عناصر أخرى مرتبطة بحرق الكبريت قد لا تكون معروفة دائمًا.