Manuale d`uso Stable Emulsion

Manuale d’uso
Stable Emulsion
2
by
Stable Emulsion è la nuova emulsione stabile
prodotta dall’azienda A. Forini di Bastia Umbra (Pg)
su licenza di Emulsion Power, proprietaria della tecnologia
e dei relativi brevetti.
Tra le caratteristiche più performanti che questo prodotto
presenta, prima tra tutte la particolare stabilità:
non si forma acqua libera ed il livello di sedimento,
anche dopo 8 mesi, è ridotto grazie all’innovativa tecnologia
adottata ed al particolare additivo utilizzato.
Il processo consente inoltre di eliminare totalmente
i problemi che le vecchie emulsioni mostravano
nello stoccaggio dei serbatoi (alghe, mucillaggine, etc),
neutralizzando anche il problema generato
dalla presenza di biodiesel nel gasolio.
Il comportamento a freddo viene assicurato
in particolare d’inverno dall’ulteriore aggiunta di glicole.
A differenza di tutte le precedenti emulsioni,
inoltre, Stable Emulsion praticamente non ha conducibilità
elettrica pur in presenza di una significativa quantità
d’acqua in origine: la micro-molecola d’acqua, una
volta trattata nel processo, viene totalmente protetta
dall’additivo e dal gasolio risultando molto utile
nella fase di scoppio e di combustione.
Stable Emulsion per autotrazione costituisce un metodo
innovativoper produrre carburanti diesel compatibili
con le tecnologie motoristiche tradizionali ed avanzate,
in grado di offrire una reale possibilità di ridurre
le emissioni di alcune particelle inquinanti nei gas di scarico,
senza penalizzare le prestazioni del propulsore.
E’ utilizzabile per alimentare motori di tipo diesel,
montati sia su autoveicoli (autobus, veicoli commerciali)
che in impianti fissi (gruppi elettrogeni,caldaie, etc.).
La facilità di preparazione e di distribuzione delle emulsioni
e l’impiego immediato nei motori senza apportare alcuna
modifica, hanno reso interessante questo carburante/
combustibile come alternativa ai gasoli convenzionali.
La sostituzione del gasolio con l’emulsione determina
una diminuzione sensibile delle emissioni dell’ossido
di carbonio (CO), degli ossidi di azoto (NOx) e, soprattutto,
del particolato (TPM).
•
•
•
•
•
Fino all’ 80% di riduzione della fumosità allo scarico
Fino al 60% di riduzione PM
Fino al 40% di riduzione del PM10
Fino al 20% di riduzione NOx
Fino al 5% di riduzione di CO2
I benefici riscontrati sono funzione del tipo di motore
e delle condizioni operative.
Le emulsioni di gasolio in acqua sono state
formalmente riconosciute in Italia
con il Decreto Ministeriale del 20.03.2000
Il tutto si è poi concretizzato nel Workshop Standard del
CEC, CWA 15145:2004 Automotive Fuels. Water-in-diesel
fuel emulsions for use in internal combustion engines –
Requirements and test methods.
Secondo la legge italiana una emulsione
per essere chiamata “stabile” deve possedere
una stabilità garantita di almeno 4 mesi.
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1.
Composizione
della Stable Emulsion
Stable Emulsion”, o “Polar Emulsion”
quando è necessaria un emulsione
utilizzabile in climi rigidi, rientra nello
standard stabilito dal D.M. 20.03.2000
che definisce le specifiche dei
componenti ed i requisiti che devono
essere soddisfatti dal prodotto:
Contenuto d’acqua compreso
tra 12 e 15% (m/m).
Quantitativo esatto di additivo
da miscelare per uno specifico
carburante o combustibile
determinato in base alle esigenze
di utilizzo e compreso tra 1.5 e 2.5%
(m/m).
Il tipo di combustibile diesel usato
per l’emulsione deve rispettare le
normative nazionali ed internazionali
(combustibili EN 590 e US N°2, con o
senza biodiesel).
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Per la protezione dal congelamento
nelle applicazioni sotto 0°C, è prevista
la miscelazione di una certa %
di glicole che varia in base alle
esigenze, restando comunque
all’interno dei limiti imposti dalla legge.
Normativa italiana D-M- 20.03.00
Limite
Caratteristica
Units
Massa volumica
kg/m3
Stabilità alla centrifugazione
% (v/v)
-
9
M.U. 1548
Contenuto di acqua
% (m/m)
12
15
NF M07-104
Viscosità a 40°C
2
mm /sec
2,00
7,00
EN ISO 3104
Contenuto di Zolfo
% (m/m)
-
S (l-y100)
EN ISO 14596
Ceneri solfatate
% (m/m)
0
0,01
EN ISO 3987
Contaminanti
mg/kg
-
24
Corrosione su rame (3h at 50°C)
index
Punto di infiammabilità
°C
> 55
EN ISO 2592
Contenuto di alchinitrati EHN
mg/Kg
750
EN ISO 13759
Lubricità
μm
-
400
EN ISO 12156-1
CFPP (inverno/estate)
°C
0
-10/0
UNI EN 116
Min
Test Method
Max
835
870
Classe 1
EN ISO 3675
EN 12662
EN ISO 2160
5
Standard europeo CWA 15145:2004
Parameter
Units
Density
Grade A
Grade B
Max
Min
Max
kg/m3
828
880
825
865
EN ISO 12185
% (m/m)
>8
15
5
<8
NF M 07-104
Stability at production (rcf 4200, 5 min),
sediment
% (v/v)
-
9
-
7
M.U. 1548
Free water
% (v/v)
absent
absent
absent
absent
-
Viscosity at 40°C
mm /sec
2,00
5,50
2,00
5,50
EN ISO 3104
Sulphur content
% (m/m)
-
b
-
b
EN ISO 20884
EN ISO 20846
Total contamination
mg/kg
-
24
-
24
EN 12662 C
Copper strip corrosion (3h at 50°C)
index
Class 1
Class 1
Class 1
Class 1
EN ISO 2160
Flash point (Cleveland)
°C
70
Total nitrate (2-ethyl-hexyl-nitrate) EHN
% (v/v)
0,070
Lubricity, corrected wear scar diameter
(wsd 1,4) at 60 °C
μm
-
CFPP
°C
Water content
a
2
70
EN ISO 2592
0,050
400
-
according to local EN 590
NOTE
Users are made aware of the fact that initial work at low sulfur levels has indicated matrix-effects for both sulfur test methods.
a The water portion of the emulsified fuel shall be demineralized to a maximum conductivity of 3 mS/m according to EN 27888.
b See 4.8 for maximum sulfur (Smax) determination.
c Use of an appropriate alternative filter is required.
d The recommended mode is manual, as some automatic instruments need manual sensitivity adjustment for emulsion fuels.
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Test Method
Min
EN ISO 13759
400
EN ISO 12156-1
2.
Definizione e qualità
dei componenti per l’emulsione
Acqua
Additivo
Cetane Improver
Il processo richiede l’utilizzo di acqua
demineralizzata, che viene introdotta
nel miscelatore insieme a diesel,
additivo e al glicole.
Questo documento si riferisce
alle emulsioni prodotte con acqua,
gasolio e uno speciale additivo
sviluppato ed adattato alla qualità
del gasolio utilizzato.
Tale componente è miscelato insieme
all’additivo e le sue proprietà chimiche
favoriscono l’ignizione dell’emulsione,
aumentandone il numero di cetano
(NC).
La presenza di micro gocce (<0.2μm)
in camera di combustione, permette
una processo di combustione
più pulito ed omogeneo.
Requisito per l’acqua:
Conduttività < 30μS/cm
Nello specifico esistono tre variazioni
di questo additivo:
ACD 317: Contiene una quantitativo
medio di cetane improver, suggerito
per le applicazioni standard
ACD 318: Contiene un alto
quantitativo di cetane improver.
Combustibile Diesel
Per la preparazione delle emulsioni
deve essere utilizzato un corretto
combustibile diesel. Tipicamente deve
rispettare gli standard nazionali e
internazionali, come ASTM D975, EN
590, ISO 8217-DMX, UNI-CTI 6579/2009
ed al DPCM 08/03/02
Additivi presenti Diesel
È possibile che nel gasolio siano
presenti degli additivi commerciali.
In congrue quantità sono consentiti
anche gli additivi di raffineria,
usati per migliorare la lubrificazione
o l’utilizzo a basse temperature.
ACD 319: Non contiene il cetane
improver, suggerito per quelle
applicazioni che non richiedono un
aumento della potenza o nel caso in cui
venga aggiunto in fase di miscelazione
dell’emulsione.
Glicole
Per garantire il funzionamento alle
basse temperature è previsto l’utilizzo
di un prodotto antigelo approvato: “
glicole etilenico”.
Le principali caratteristiche del glicole
etilenico sono riassunte nella tabella
seguente:
Materiale grezzo: Glicole etilenico
Nome di mercato: Glicole etilenico
industriale
Nome IUPAC: 1,2-etandiolo
Temperatura di fusione: 260K (-13°C)
Tintura
La contaminazione incrociata di gasolio
tinto e non tinto deve essere evitata.
Per maggiori informazioni contattare
Emulsion Power S.r.l.
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3.
Stoccaggio e movimentazione
della Stable Emulsion
Informazioni generali sull’utilizzo di Stable Emulsion
L’opacità dell’emulsione può cambiare
in assenza di movimentazione per
lunghi periodi di tempo (oltre un mese).
dal normale utilizzo del veicolo,
o dal sistema di ricircolo
del serbatoio di stoccaggio.
Conservando l’emulsione in provetta
ad esempio, si potrà assistere dopo
un lungo periodo, ad una leggera
sedimentazione dell’emulsione,
apparendo più chiara nella parte
superiore e leggermente più scura
nella parte inferiore.
Fenomeno derivante esclusivamente
dal deposito delle molecole più pesanti
sul fondo e non dalla separazione
dell’acqua che, al contrario, non si
separa anche dopo 8/10 mesi dalla
produzione dell’emulsione stessa.
Nel caso in cui per qualsiasi motivo
non sia possibile fare il rifornimento
di Stable Emulsion, il veicolo potrà
essere rifornito con altro gasolio
convenzionale (estivo o invernale
a seconda della stagione) a prescindere
dalla quantità di emulsione presente
nel serbatoio, senza che ciò generi
alcun problema al motore.
Tale operazione potrà quindi essere
svolta anche per il ritorno da gasolio
a emulsione: i due prodotti infatti
si miscelano comunemente come
avviene tra due tipi di gasoli diversi.
In pratica difficilmente
la sedimentazione si potrà verificare,
in quanto l’emulsione viene
sufficientemente movimentata
Per quanto concerne le norme
di sicurezza in materia di
manipolazione e stoccaggio
di Stable Emulsion ad uso combustibile
Stoccaggio per autoveicoli
Non è necessario installare un sistema
di ricircolo a bordo dell’automezzo
come indicato per i serbatoi fissi.
Stable Emulsion, grazie alle proprie
caratteristiche chimico-fisiche, ha
un’azione pulente e non consente il
deposito di morchie come avviene
invece con il comune gasolio. I
sedimenti accumulati nel sistema
di alimentazione durante l’utilizzo
di gasolio autotrazione sono solubili
nell’emulsione, pertanto al fine di
evitare il possibile distacco di tali
sedimenti e l’immissione degli stessi
nell’impianto, è opportuno verificare
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e carburante, ci si dovrà attenere alle
analoghe prescrizioni previste per il
gasolio riscaldamento e per il gasolio
autotrazione, così come indicate nella
Scheda di sicurezza di Stable Emulsion.
Stable Emulsion rispetta tutti
i requisiti stabiliti dalla normativa
CUNA (Commissione Tecnica
di Unificazione nell’Autoveicolo)
NC 637-01 del 2003,
in accordo con il DM 20.03.2000,
per la conformità all’impiego
della emulsione di acqua
in gasolio per trazione veicolare,
pertanto risulta essere idonea
all’uso in sostituzione del gasolio.
Stoccaggio per serbatoi fissi
che il serbatoio e l’impianto siano puliti
e privi di residui, sostituire il filtro
primario e, ove non presente, applicare
un visualizzatore di flusso a bicchierino
con valvola di spurgo (filtro a bicchiere
autopulente - separatore d’acqua) per
l’identificazione del liquido passante.
I materiali usati per il contenimento,
la conservazione, la movimentazione e
la fornitura di Stable Emulsion devono
soddisfare i requisiti richiesti per i
normali combustibili e carburanti.
I serbatoi di stoccaggio fissi, con il
passaggio ad emulsione, devono essere
puliti, bonificati e provvisti di pompa
di circolazione o altri metodi idonei per
movimentare l’emulsione presente
al suo interno, così come prescritto
dall’Agenzia delle Dogane.
Serbatoio Verticale con ricircolo
Valvola di sfiato
I serbatoi verticali hanno solitamente
il vantaggio di avere la parte bassa
di forma conica e per essi è più facile
l’installazione del sistema di ricircolo
che permetta al prodotto il ricircolo
completo una volta al giorno.
Vertical Tank
With Circualtion
(Best Storage)
Linea di ingresso
Linea di uscita
Serbatoio Verticale con ricircolo
Valvola di sfiato
Pompa di
ricircolo
Linea di uscita
Linea di ingresso
Nei serbatoi orizzontali è necessario
progettare il sistema di ricircolo in
modo che riceva il fluido dal fondo
e lo reinserisca dal lato opposto
del serbatoio; questo ridurrà
significativamente la tendenza
delle gocce a separarsi dal gasolio.
La minima quantità di ricircolo
consigliata è del 80% del volume
al giorno. In assenza di ricircolo del
serbatoio oppure in presenza di un
ricambio di combustibile maggiore
di un mese, è consigliabile svuotare il
serbatoio prima di riempirlo
nuovamente con un altro quantitativo
di combustibile.
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4.
Passaggio da Gasolio
a Stable Emulsion
Passaggio da Gasolio
riscaldamento a Stable Emulsion
Passaggio da Diesel a Stable
Emulsion per autoveicoli
Nel caso in cui si utilizzi l’emulsione
di gasolio in impianti con bruciatore
(ad esempio negli impianti di
riscaldamento condominiale),
e si riscontrassero irregolarità
di funzionamento evidenziate da
difficoltà di accensione o da fumate
bianche, il problema si risolve
intervenendo sulla portata d’aria in
ingresso nella camera di combustione.
L’utilizzo dell’Emulsione, soprattutto
nel primo periodo, comporta
alcuni accorgimenti per garantire
il funzionamento ideale del motore
interessato.
Questo perché il minor quantitativo
di idrocarburo introdotto può portare
ad una combustione troppo “magra”,
cioè in condizioni di eccesso d’aria.
Agendo sulla vite di regolazione
della portata si possono ripristinare
le condizioni ideali di combustione.
Utilizzo e movimentazione
Stable Emulsion può essere trattata
come un combustibile diesel classico.
Test di laboratorio sulla compatibilità
con elastomeri, prove di corrosione
su acciaio e rame, mostrano
performance migliori o uguali a quelle
dei combustibili diesel. La viscosità
dell’emulsione rientra nel range
stabilito dalla normativa EN 590;
non è quindi necessario modificare
il sistema di pompaggio.
L’utilizzo a bassa temperatura
è consentito dalla miscelazione
di componenti antigelo nell’acqua
per prevenirne il congelamento.
Questo permette di usare l’emulsione
fino alle temperature richieste
dalle utenze che usano il combustibile
diesel per basse temperature.
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L’effetto detergente dell’additivo
contenuto nell’emulsione sulle superfici
del motore con cui entra in contatto,
fa sì che le morchie e i depositi presenti
sulle pareti dei serbatoi e dei condotti
vengano asportate.
In mancanza dell’esecuzione
del “punto zero” di cui al paragrafo
precedente, nel primo periodo
di utilizzo si verificherà la necessità
di sostituire il filtro del gasolio,
una o più volte,
in base allo stato dell’impianto.
Nel medio e lungo termine
con l’impiego di Stable Emulsion
si otterrà una migliore pulizia
del motore ed un suo migliore
funzionamento e di conseguenza
la riduzione delle manutenzioni.
Di seguito viene presentata
la sequenza di operazioni consigliata
per gestire al meglio il passaggio
da combustibile diesel a emulsione
negli autoveicoli destinati
all’autotrasporto:
A seguito dell’esecuzione
del “punto zero” per il passaggio
da diesel a Stable Emulsion,
soprattutto nel primo periodo
di utilizzo, si dovrà tenere monitorata
la qualità del liquido passante,
mediante l’ispezione del “visualizzatore
di flusso” e, se necessario, procedere
allo spurgo delle eventuali impurità
presenti.
Nel caso in cui il veicolo sia provvisto
di preriscaldatore con bruciatore
a fiamma, seguire la descrizione
del passaggio a Stable Emulsion
per Caldaie.
5.
Certificazione
di qualità dell’emulsione
Pass
Stable Emulsion è controllata
e certificata seguendo secondo quanto
definito dal DM del 20.03.2000
e dagli standard europei
che stabiliscono un elenco di prove
da eseguire per confermare
che il prodotto rispetti
i requisiti tecnici e normativi.
La lista dei test da eseguire è elencata
in Tabella 2.1 – Standard Europeo: CWA
15145:2004.
Ulteriori test qualitativi sono stati
sviluppati da Emulsion Power S.r.l.
per una più completa caratterizzazione
della qualità dell’emulsione.
Dimensione delle particelle – questo
test non è contemplato dalle normative
e non è eseguito come analisi
di routine. E’ utilizzato come analisi
di laboratorio e viene correlato
ai risultati dei test con la centrifuga.
Essa completa le altre tecniche
fornendo indicazioni sulla dimensione
delle particelle e la distribuzione
raggiunta dal meccanismo
di miscelamento.
Centrifuga: questo test è richiesto
dalle autorità competenti, dopo
il test delle centrifuga si può misurare
il sedimento formato sul fondo
e la presenza di acqua libera.
Un’emulsione per rientrare
nei parametri di qualità deve
presentare una quantità di sedimento
entro i limiti di legge e non deve
presentare acqua libera.
Microscopio (400x): Il microscopio
ottico (ingrandimento 400x) è in
grado di distinguere gocce di diametro
superiore a 0.5μm. Effettuando un
paragone con standard grafici, una
emulsione può essere giudicata come
“Pass” o “Fail”. E’ anche utile per
stabilire la dimensione delle gocce più
grandi.
Fail
Una insufficiente stabilizzazione
delle sostanze tensioattive e/o un
miscelamento insufficiente possono
portare a delle caratteristiche
indesiderate dell’emulsione.
Nelle figura sono mostrati due fenomeni
indesiderati. L’emulsione “multipla” è una
emulsione di olio in acqua in olio (esiste anche
acqua in olio in acqua); tali emulsioni sono più
viscose e indesiderabili dal sistema.
La ”aggregazione” è spesso un segno che
l’emulsionatore non sta funzionando nel modo
corretto; può ad esempio significare che è stata
introdotta una quantità insufficiente di additivo.
Stable Emulsion, oltre ai test qualitativi
interni, prima di essere introdotto
sul mercato viene controllata e certificata
dall'Agenzia delle Dogane.
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Sede legale e operativa
Sede operativa di Ravenna
Ufficio commerciale di Milano
Ufficio commerciale di Verona
A.FORINI S.R.L.
via del Popolo, 9
06083 Bastia Umbra (PG)
P.IVA 00148360548
via Trieste, 290
48122 Ravenna
via Fornace Cavallino 13/23
20090 Opera (Mi)
via della Valverde, 9
37122 Verona
Tel. +39 0544 436889
Fax +39 0544 434719
Tel. +39 02 87368040
Tel. +39 045 8445710
Fax +39 045 2371036
Tel. +39 075 8000261
Fax +39 075 8000361
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