مدیریت پسماند نیشکر با تولید نانوذره زیستی از باگاس (نانوبیوچار) و بررسی تاثیر افزودن آن به مخلوط سوخت دیزل - بیودیزل - اتانول بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تک سیلندر

افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی و هدررفت پسماندهای کشاورزی ضرورت استفاده از منابع تجدیدپذیر و مدیریت بهینه پسماندها را برجسته کرده است. در این پژوهش باگاس نیشکر به عنوان یک پسماند کشاورزی جهت تولید یک نانوذره زیستی به نام نانوبیوچار به کار گرفته شده و به عنوان افزودنی به مخلوط سوخت های دیزل، بیودیزل و اتانول افزوده شد. هدف بررسی تاثیر افزودن نانوبیوچار بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تک سیلندر هواخنک بود. پارامترهای ورودی شامل نسبت بیودیزل تا ۸ درصد، نسبت اتانول تا ۸ درصد، غلظت نانوبیوچار (۲۵ تا ۱۲۵ ppm) و سرعت موتور (۱۸۰۰ تا ۲۶۰۰ دور در دقیقه) بودند که تاثیر آنها بر گشتاور، توان، مصرف سوخت ویژه ترمزی و آلایندگی های CO، NOx و UHC ارزیابی شد. طراحی آزمایش ها و مدل سازی با روش سطح پاسخ (RSM) انجام و مدل ها در سطح اطمینان ۹۵ درصد از نظر آماری معنی دار گزارش شدند. نتایج نشان داد افزودن نانوبیوچار به سوخت های مخلوط باعث بهبود عملکرد موتور و کاهش آلایندگی ها می شود. بهینه سازی با روش RSM بهترین شرایط کاری را شامل ۲ درصد بیودیزل، ۶ درصد اتانول، ۱۰۰ ppm نانوبیوچار و سرعت ۲۱۲۳ دور در دقیقه تعیین کرد. در این شرایط گشتاور ۷.۷ نیوتن متر، توان ۱.۷ کیلووات، مصرف سوخت ویژه ترمزی ۲۱۹.۲ گرم بر کیلووات ساعت و مقادیر CO، NOx و UHC به ترتیب ۱۸۴، ۰.۰۱ درصد حجمی و ۳۳.۷۳ ppm ثبت شد. این نتایج تاییدکننده پتانسیل استفاده از نانوبیوچار به عنوان نانو افزودنی زیستی سوخت برای بهبود کارایی و کاهش آلایندگی موتورهای دیزل است.

کلیدواژه ها:

نانوذره ، زیستی ، نانوبیوچار ، باگاس نیشکر ، بیودیزل ، اتانول ، روش سطح پاسخ ، عملکرد ، آلایندگی