Évaluation expérimentale des performances du biodiesel à base d'huile de graines de savonnier dans un moteur diesel CRDI

Jun 15, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5699 (2023) Citer cet article

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En raison de la demande continue de carburants alternatifs pour les moteurs CI, la recherche sur le biodiesel a reçu un soutien à l'échelle mondiale. Dans cette étude, l’huile de graines de savonnier produite par un processus de transestérification pour créer du biodiesel. On l’appelle BDSS (Biodiesel de graines de Soapberry). Selon les critères, les qualités de l'huile sont reconnues, c'est pourquoi trois mélanges différents et du diesel pur ont été testés dans les moteurs CRDI (Common Rail Direct Injection). Les descriptions des mélanges sont : 10BDSS (10 % BDSS + 90 % de diesel), 20BDSS (20 % de BDSS + 80 % de diesel) et 30BDSS (30 % de BDSS + 70 % de diesel). Les résultats des tests relatifs à la combustion, aux performances et à la pollution ont été comparés à ceux obtenus avec du carburant diesel à 100 %. Dans ce cas, le mélange a abouti à une efficacité thermique de freinage inférieure à celle du diesel et à des émissions résiduelles inférieures avec des émissions de NOx plus importantes. Les résultats supérieurs ont été obtenus par 30BDSS, qui avait un BTE de 27,82 %, des émissions de NOx de 1 348 ppm, une pression maximale de 78,93 bar, un taux de dégagement de chaleur (HRR) de 61,15 J/deg, des émissions de CO (0,81 %), de HC (11 ppm) et une opacité de la fumée de 15,38 %.

Les combustibles alternatifs issus de la recherche basée sur des sources naturelles constituent le domaine le plus concentré des critères actuels de demande de combustibles fossiles. Les ressources en combustibles traditionnelles diminuent et produisent davantage d'émissions dans l'environnement, ce qui entraîne des effets nocifs sur les organismes vivants et affecte la faisabilité environnementale1. Il y a tellement de biodiesel qui peuvent être produits à partir de différents types de graines d’huiles végétales comestibles et non comestibles. Aussi, de nombreux biodiesel sont également produits avec des déchets naturels et artificiels.

Venkatesan et al.2 ont mentionné que la production de particules et d'émissions de NOx par les moteurs CI à charge lourde (construction, chargement, machines agricoles) augmentera en 2035 même, car les NOx et les PM ont augmenté de 70 % et 85 %. L'inhalation excessive de particules provoque la mort de personnes prématurées3. Jayabal et al.4 ont mentionné que l'opacité de la fumée produite par le moteur CI est nocive pour la vie, ce qui provoque des maladies cardiaques et des problèmes respiratoires.

Le biodiesel est celui du carburant utilisé dans le moteur CI. Il existe de nombreuses études menées par différentes recherches sur la vérité des biomatériaux avec et sans diesel. Il existe différentes méthodes disponibles pour la préparation du biodiesel5. Parmi ces méthodes, la transestérification est l’une des méthodes les plus simples et les meilleures pour extraire le biodiesel6.

Zimmerman et al.7 ont clairement expliqué les défis liés au processus d'estérification et les méthodes permettant de surmonter ces problèmes. Muthukumaran et al.8 traitent de la production de biodiesel à partir de l'huile de Madhuca Indica par processus de transestérification. Ils ont mentionné que l'hydrazide de potassium avait une meilleure influence sur le processus de production de biodiesel. L'huile à 60 °C pendant une heure et demie, traitée avec du méthanol (0,32 %) et un catalyseur (1,5 %) produit 51 % du rendement en biodiesel.

Moradi et al.9 traitent des facteurs d'influence sur la production de biodiesel à partir des graines de ricin. Ils s'entraînent dans l'extracteur Soxhlet. Les solvants utilisés pour l’extraction de l’huile sont l’acétone et le méthanol. Un maintien à une température de 75 °C pendant six heures a produit de meilleurs résultats en termes de rendement. Kamil et al.10 traitent des mélanges de biodiesel de saindoux de dinde et de saindoux de porc dans un moteur CRDI. Le mélange diesel avec de l'ester méthylique produit moins de monoxyde de carbone (20 %), d'oxyde de carbone (6 %) et d'émissions d'hydrocarbures (9 %).

Alptekin et al.11 traitent des esters méthyliques et éthyliques de l'huile végétale alimentée dans le moteur CRDI avec diverses charges. D’après les résultats expérimentaux, il ressort clairement que les carburants considérés ont une pression de pointe moindre, un taux de dégagement de chaleur plus élevé et une consommation de carburant plus élevée que le carburant diesel. Le moment de l’injection pilote et de l’injection principale était supérieur au moment de l’injection diesel. Yingqun et al.12 traitent du biodiesel d'huile de palme dans un moteur CRDI avec différentes pressions d'injection. L'augmentation de la pression d'injection de carburant augmente les émissions de NOx et réduit les émissions de PM, de CO et de HC à des charges plus élevées.