Beskrivning av bakteriella angrepp på Dieselbränsle.

Transkript

1 Sida 1 av ( 1 ) Detta är en översättning från Better Engine Solution & Technology. Ansvarig för översättning Mats Elfsberg Hämtat från Internet Inledning: Dieselbränsle har lätt för att bli kontaminerat med mikroorganismer såsom bakterier, sporer, jäst samt till mindre utsträckning alger. Dieselbränsle blandat med vatten och näring ger bra grogrund för stor bakteriell växt. I klassisk mikrobiologi behöver mikrober vanligtvis vatten (H2O), kol (C), kvävgas (N), fosfor (P), Svavel (S), spårämnen och någon form av syre (fritt eller bundet till andra atomer såsom kvävgas, svavel eller kol) för att växa. De flesta av dessa förutsättningar finns i bränsletankar och rör som är kontaminerade med vatten. Vatten och mikrober kommer in via utomhusluften eller andra miljöer. Vatten kan också bildas vid förändring av lagringstemperaturen som kan ge upphov till kondens. Bakterier finns överallt i luft, mark och vatten. Att utestänga dom från dieselbränsle är i princip omöjligt. Ju längre lagringstid bränslet har desto större är risken för bakteriell kontaminering. Blandade populationer av bakterier kan fungera bra tillsammans, en grupp kan ge en annan förutsättningar att växa och frodas. Eftersom dieselbränsle är raffinerat, är det nerbrutet i mindre kolföreningar såsom organiska syror, aldehyder och alkoholer. Dessa blandningar är mat eller näringskällor för många olika typer av bakterier och svampar. Tack vare att dieselbränslet är nerbrutet kommer antalet bakterier att öka med tiden. Vissa bakteriesorter kan reproducera eller fördubbla sig var 20:e minut om dom får rätt föda. Resultatet av detta blir bränsle med sämre kvalitet. Varierande stadier av biofilm och korrosion av filter från tung till lätt. Dom stora grupperna av mikroorganismer är: Heterotropiska bakterier, Sulfatreducerande (SRB) bakterier och sporer. Dom heterotropiska (som använder kol) bakterierna såsom Pseudomonas spp, är väldigt bra på att växa i kolväten, inklusive dieselbränsle. Dessa organismer används ofta för biologisk rengöring av oljespill, kontaminerat vatten och mark. En organism, Pseudomonas, är väldigt användbar för detta ändamål. Denna organism finns överallt i naturen den är fenomenal på att hålla kolväten bakteriefria. Pseudomonas aeruginosa är också känd för sin egenskap att forma slem eller biofilm. Biofilm eller mikrobiologiskt avfall bildar snabbt stopp i bränslefilter och snabbar på korrosion i tankar och rör. Detta fenomen kallas mikrobiologiskt påverkad korrosion (MIC). Med lagom mängd näring och vatten finns dom nödvändiga ingredienserna för potentiellt liv. Pseudomonas och andra heterotropiska bakterier kan hittas i vatten-kolväte skiktet. Nästa grupp av organismer som finns (växer) i dieselbränsle är Sulfatätande bakterier (Sulfatreducerande bakterier).

2 Sida 2 av ( 2 ) Dessa organismer är lätta att känna igen och avger en hemsk lukt ruttna ägg från bränslet. (Sulfatreducerande bakterier) är klassade som anaerobiska bakterier. Dessa använder inte fria eller molekylärt syre för att växa, utan snarare syre tillsammans med Sulfaten (SO4) sulfatjoner. Lager av ferrosulfider (FeS9) är också indikatorer på korrosionsprocessen. En tredje gemensam organism som hittats i diesel och flygbränsle (Avtur) är sporerna, Cladosporium resinae. Cladosporium resinae kallas helt enkelt Clad i den petrokemiska industrin. Den är tolerant mot diesel som den använder som en kolkälla. Den finns också levande i skiktet mellan bränsle/vatten, den hittas ofta i bränsle som varit i kontakt med havsvatten. Vatten Bakterietillväxt från lätt till tung. Den vanligaste anledningen till mikrobiologisk växt i bränsle är vatten. De flesta mikrobiologiska problemen har visat sig komma av att det varit vatten i lagrings och service tankar. Mikrober är levande organismer och deras tillväxt beror på tillgången på vatten, näring, värme och syre (eller ibland brist på) inom vissa miljöer. Mikrober i bränslefasen finns i vattendroppar eller omgivna av ett vattenskikt. Vatten är den värsta och vanligaste formen av kontaminering i bränslet. Allt bränsle innehåller vatten i antingen vidhäftad eller sammanväxt form med bränslemolekylerna, och oftast i båda. Bränsle som fylls i tankar blandar sig med vattenpölar på tankbotten inom 72 timmar eller snabbare. Andra kontamineringar såsom slem, bakterier, smuts, rost och andra sediment kan var absorberat av vattnet samtidigt. Vatten som får vara kvar i bränslet kommer att skapa mikroorganismer eller bakteriekultur som lever av kolväten i bränslet och därför försämras kvaliteten. Mikroberna producerar avkomma som blir aktiv och producerar slemkolonier. Rost och smuts som samlats i vattensamlingar på tankbotten, eller tillsammans med partiklar, kan följa med i bränslesystemet. Mikroberna lever i skiktet mellan bränsle/vatten i tankbotten och använder syret i vattnet för andning. Hursomhelst, alla mikrober behöver inte syre för att andas. Här frodas bakterier Diagram av bränsle/avlagringar/vatten-skiljeyta.

3 Sida 3 av ( 3 ) Havsvatten har hög halt av sulfatjoner och är en bra grogrund. Vissa kolväten innehåller naturliga sulfatföreningar som också kan minskas i närvaro av molekylärt syre. Sulfat reducerande bakterier konverterar sulfatjonerna i havsvattnet till vätesulfid. Vätesulfiden (H2S), är också beroende av mängden metaller som finns i vattenfasen. Vätesulfiden är korrosiv biprodukt från sulfatreducerande bakterier som finns i lagringstankar, rör och pumpar. Dessa korrosiva kolonier av mikrober föredrar lugna tankar där inte omrörning (blandning) förekommer. Stora lagringstankar liknande nödreservlager verkar ha dessa korrosiva mikrober i större omfattning än tankar med större omsättning. Observera dock att även om viss utrustning förbrukar mycket bränsle, är det sällsynt att tankarna körs tomma. Detta gör att det alltid finns bränslerester, vatten, mikrober och partiklar i tankbotten. Om inte hela tankens innehåll cirkuleras regelbundet eller kontaminationen tas bort fortsätter utvecklingen av sulfatreducerande bakterier och kemiska preparat som används för att hindra tillväxten bildar slemmigt sediment på tankbotten som hjälper till att skapa en annan miljö för växt. Näring Alla mikroorganismer behöver bra näring. Kolvätena i bränslet fungerar som bra näring åt mikroberna. Kemiska tillsatser för att öka bränslekvaliteten antingen från raffinaderiet, leverantören eller personligen hjälper också till att öka den mikrobiologiska tillväxten. Rost och andra partiklar kan också öka växten, liksom dom flesta Biociderna. Precis som i livscykeln tär dom döda mikroberna på dom levande. Som vi sagt tidigare så äter mikroberna kolvätet i bränslet. Nyligen gjorda ändringar i raffinaderier visar på att processerna såsom blandning, olika tillsatser o.s.v. ökar problemen. Dessa nya bränslen är som godis till ett barn. Dagens bränsle har mer näring och tillför därför mer mat åt mikroberna varje gång tanken fylls. Med detta inte sagt att en tank som står länge utan påfyllning är problemfri. Man måste komma ihåg att stillastående bränsle är den bästa grogrunden för sulfatreducerande bakteriers kontaminering. Destillerade bränslen är fulla med kol, kvävgas, sulfater och andra blandningar som mikroberna behöver för tillväxt. Miljöer Mikrober kan utvecklas i en mängd olika miljöer. Varje koloni har sina egna miljöer. I en perfekt miljö kan små mängder av mikrober växa och producera biomassa på kort tid. Slam kan ses som tecken på mikrobisk kontaminering, detta slam ackumuleras i tanken och kan plugga bränslefilter och rör. Mikrober Flaska med betydande avlagringar efter bakterier. Bakterier finns i en mängd varierande arter. Bakterier kan brytas ner ytterligare och innehålla; Aerobiska bakterier (som behöver syre för att leva) Anaerobiska bakterier (som lever utan syre) och fakultativa bakterier (som lever utan syre). De är encelliga med en stadig cellvägg. Dom skapar ett lager av biofilm

4 Sida 4 av ( 4 ) runt cellväggen som består av socker (polysackarider). Dom reproduceras genom binär fission till två celler som kan dubbla sin storlek på mindre tid än 20 minuter. Bakterierna är mycket flyttbara och flyttar runt i bränslet snabbt. Goda tillväxtmöjligheter är mycket känsliga för denna fantastiska dubbleringsprocess. Denna stora variation av mikrober gör att vilken organisk substans som helst används som föda. Delvis nerbrutna produkter avsöndras från cellerna och blir föda åt anda mikrober. Detta möjliggör utveckling av en mängd olika arter som biologiskt kan bryta ner bränslet och tillsatser. Dom blir beroende av varandra för överlevnaden. Många producerar stora mängder extracelligt slam vilket gör att mikroberna kan sitta på ytor och skydda kolonierna från miljöförändringar. Uppförstorad bild av bakterier i varierande slag. Slem kan deaktivera eller förhindra inträngande av kemiska biocider i slemmets massa, och därmed reducera effekten av biociden. Ett tunt slemlager hindrar också syret att nå slembasen (kärnan). Bristen på syre till den aerobiska bakterien skapar en ideell miljö för sulfatreducerande bakterier och därmed korrosionsproblem. Bakterier som kan leva på kolväten är: Pseudomonas aeruginosa, Arthrobacter ssp, Corynebacterium spp, Brevibacterium spp, Micrococcus spp, Klebsiella spp, Flavobacterium spp. Sulfatreducerande bakterier är anaerobiska bakterier som behöver speciella tillväxtmiljöer. Dom håller sig själva vid liv på enkla kol källor. Kolvätereducerande och korrosiva mikrober är vanligast i lågoktaniga bränslen såsom diesel. Anaerobiska bakterier använder många olika substanser för att växa och kan orsaka många problem. Mycket lite om ens något syre behövs för att bära upp anaerobiska mikrobial tillväxt. Om syret minskar blir den anaerobiska bakterien uppmuntrad att formeras. Dom behöver andra mikrober i omgivningen och skapar vätesulfid genom att minska oxiderade sulfid blandningar. Vissa av sulfatreducerande bakterier kan motstå förlängd exponering av luft och kan överleva tillsats av många kemiska bioxider. Dom vanligaste sulfatreducerande bakterierna är mycket farliga och i sina mest corrosiva stadier kan dom snabbt korrodera tankar och maskiner. Vanliga sulfatreducerande bakterier är: Desulfovibrio spp., Desulfotomaculum spp., Desulfobulbus spp. Mögel växer som vin eller trädgrenar. Dom utvecklar en sega flätade mattor speciellt vid övergångar. Det tar bara några få timmar för möglet att fördubbla sin storlek. Slutligen skapar möglet sporer som sprider sig i bränslet. Sporerna skapar sedan nya mattor som växer. Deras biprodukt är till största delen oxiderade kolföreningar, som sedan kan nyttjas av andra mikrober. Dom är beroende av syre och skapar därför återigen

5 Sida 5 av ( 5 ) perfekta miljöer för tillväxten av sulfatreducerande bakterier. Vanliga mögelsvampar som bryter ner kolväten är: Penicillium spp, Aspergillus spp, Monilia spp, Botrytis spp, Scopulariopsis spp, Fusarium spp. Cunninghamella spp. Jäst är encelligt. Föräldracellen producerar en knopp, som omgående delas. Reproduktionen kan ta flera timmar. Dom återfinns i bränsle men reproduktion är mer sällsynt. Jäst återfinns oftare i bränsle som är stillastående under längre tider utan cirkulation. Vanliga jäster som använder kolväten är : Candida spp, Saccharomyces spp, Torula spp, Torulopsis spp, Hansenula spp. Temperatur Mikrober trivs bäst i temperaturer mellan C. Varm miljö främjar tillväxten medan extrem kyla och höga temperaturer över 70 C motverkar tillväxt. Tankar som utsätts för snabba temperaturförändringar skapar kondens av vatten i tanken. Öppningar på tanken för att ta bort lukt ger också möjligheter för luft och mikrober att komma in. Kondens är vanligare på vår och sommarmånaderna när temperaturskillnaderna kan vara stora från morgon till kväll. I dieselmotorer där bränslet har retur till tanken, skapas kondens eftersom bränslet kyls av i returen till tanken och på sikt kan man få problem på motorn efter lång användning. Ett annat område för eftertanke är motorrummet. Motorrummen blir vanligen varma när motorn går och sedan kalla när motorn stängs av. Detta skapar också kondens i tanken om den finns i motorrummet. Likaså om bränslevärmare används för att förhindra att bränslet stelnar. I kallare klimat skapar också kondens eftersom bränslet kyls av när man stängt motorn.

6 Sida 6 av ( 6 ) Mikober har fastnat i filter Angripen spridare. Förhindra mikrobiologisk kontaminering Att hålla bränslesystemet torrt är viktigt. De flesta kontamineringar fås som sagt av kondens eller från annan källa. Att förhindra tillväxt i bränsle/vatten fasen är än mer viktigt. Även separat monterat bränslefilter har en vattenavskiljade behållare som skapar ökad grad av mikrobiologisk växt om inte behållaren är dränerbar. Därför ska man regelbundet testa och analysera tankbotten. Ett annat råd för att förhindra mikrobiologisk kontaminering är att känna till kvaliteten på bränslet du köper. Fråga hur dom gör för att förhindra korskontamination. Om dom är dåliga byt leverantör. Ett lägre pris idag kan bli dyrt i framtiden. Du kanske redan betalar mer bara för filterbyten och tankrengöring som kanske hade kunnat undvikas om du vetat om leverantörens procedur. I svårt kontaminerade system räcker det inte att pumpa ur kontamineringen. Mikroberna sitter säkert kvar på tankväggar och ytterligare rengöring blir därför nödvändig. Regelbunden tankkontroll med avseende på kontaminering. Rutinmässig testning med mikrobtest utrustning. När du fått nytt bränsle låt det få sätta sig ett tag och sedan testas det. Mikrobiologiska test kit är oerhört billiga jämfört med problemen dom kan identifiera och är utmärkta som förebyggande underhåll. Om det är möjligt ska det finnas ett system så att man dränera vatten regelbundet.

7 Sida 7 av ( 7 ) Alternera bränsletank eller cirkulera bränslet för att förhindra stagnation. Rengör och byt, filter och förbindningar regelbundet. Blanda inte rent och misstänkt bränsle. Använd mikrobiologiska testkit för både Aktivitet och förekomst av mikrober. Sammanfattning Diesel och andra bränslen som lagras under längre tid får oftast någon form av mikrobiologisk påverkan om den lämnas okontrollerad. Om det lämnas okontrollerat kommer problem med rost och sämre bränslekvalitet troligen att hända. Bränslen är oftast blandat med bakteriella (mördar mikroorganismer) eller bakteriostatiska (Mikroorganismer) kemiska bioxider för att minska eller ta bort dom kända problemen. Försiktighet måste iakttagas när man tillsätter bakterieoxide eller bakteriostatiska material (biooxider etc) i tankar eller lagringskärl. Dessa produkter är mestadels kemiska och är farliga. Regelbunden dosering av biooxider ger så småningom sediment och slam på tankbotten. Tiden och mängden mikrobiologisk förekomst i bränsletillförsel och mängden vatten blir dom utlösande faktorerna för hur lång tid det tar att bygga upp en sån process. Ibland, nästan alltid och väldigt snabbt skakas sediment upp från botten av någon form av omrörning, rörlig utrustning eller påfyllning. Det påverkade sedimentet kommer in i bränsleledningar, pluggar filter kväver motorn på bränsle och orsakar haveri. Detta kan bli mycket viktigt beroende på behovet av motorn. Det är rekomenderbart att vidta alla åtgärder för att förhindra mikrobiologisk tillväxt i bränslet istället för att tillsätta dyra, miljöfarliga kemikalier. Mikrobiologisk aktivitet är sammankopplat med stillestånd som i långtidsförvaringstankar och sådana som räcker länge (liten förbrukning). Detta stillastående tillåter mikroberna att förstöra bränslet genom att förkorta kolkedjorna och därmed minska energiinnehållet i bränslet. Mikrobiologiska biprodukter, kolväte, av sulfatreducerande bakterier kan också orsaka försurning av bränslet. När sådana förändringar i bränslet uppstår förstörs i första hand knackningsvärden, API och förångningsvärden. Många mikrober skapar en klibbig socker (polysakarid) hinna. Denna hinna täpper till filter och tillbehör genom att fånga partiklar såsom rost, smuts, och andra organiska ämnen. Bränslet får en dimmig och grå/brun sörja vid vatten/bränsle övergången och på filtret. Denna socker (polysakarid) biprodukt är den tydligaste indikatorn på mikrobiologisk kontamination. De vanligaste problemen är täppt filter. Motorer som går på diesel har vanligen ett inline filter för att ta bort partiklar innan bränslet når förbränningsprocessen. Samlingar av mikrober i biomassa gör att filter och spridare slutar fungera tillfälligt eller för alltid. Bränsleflödet kommer att minska och bli ostabilt (varierande). Förbränningstrycket kommer att variera. Bränslets verkningsgrad minskar och föroreningarna kan öka såväl som slitaget på motorn och andra komponenter. Fel på bränslet märks på täppta filter, pumpar och spridare. Fina filter ökar risken för blockeringar och förvärrar mikrobiologiska problem. Omrörning i tanken förflyttar mikroberna och sörjan från tankbotten till dom övre nivåerna. Detta händer ofta vid påfyllning. Förebyggande tips: Demontera din bränsletank, rengör ordentligt, montera in en dräneringsledning så nära botten som möjligt och se till att sugröret till motorn finns något högre upp. Håll kontroll då och då under sommaren genom att dränera vatten tills bränslet kommer ut, hur ofta beror på omslaget i temperaturen. Innan höstupptagningen tanka alltid båtens tankar fulla för att förhindra kondens under vintern. Och fyll på med paraffinförhindrande dieseladditiv.