Merekütuse jätkusuutlikkuse ja tõhususe parandamine kavitatsioonitöötluse abil

Abstraktne

• Käesolevas uuringus hinnatakse kavitatsiooni homogeniseerimise mõju raskele kütteõlile (HFO 380) ja selle segudele biodiisli ja glütseriiniga merenduses kasutamiseks. HFO, HFO-20% biodiisli (B20) ja HFO-10% biodiisli-5% glütseriini (B10G5) võrreldi tavapärase käsitsi segamise ja kavitatsiooniga töötlemise korral.

• Kaviteerimine parandas märkimisväärselt mitmeid kütuse omadusi, sealhulgas viskoossust (kuni 19% vähenemine), väävlisisaldust (1,5-19% vähenemine) ja metallisisaldust (kuni33% vähenemine), säilitades samas võrreldava kütteväärtuse. Täismõõdus mootorikatsed Caterpillar MaK 6M20 mootoril kinnitasid paremat põlemise stabiilsust, väiksemaid eelsoojendusnõudeid, väikest kütusesäästu (~1%) ja ühtlast heitgaaside profiili.

• Need tulemused näitavad, et kavitatsioon soodustab tõhusat segunemist ja homogeniseerimist, hõlbustab muda ja jääkvee käitlemist ning kutsub esile kerget (reguleeritavat) kohapealset keemilist aktiveerimist. Üldiselt kujutab kavitatsioonil põhinev töötlemine endast praktilist teed puhtama, tõhusama ja säästvama segatud laevakütuse kasutamise suunas.

• Laevatööstus on üha suurema surve all, et vähendada heitkoguseid ja parandada kütuse tõhusust, mis on tingitud IMO 2020. aasta väävli piirmäärast, süsinikdioksiidi intensiivsuse eeskirjadest ja alternatiivsete kütuste kasvavast kasutamisest. Raske kütteõli (HFO) on oma suure energiasisalduse tõttu endiselt laialdaselt kasutusel, kuid selle segamine taastuvate komponentidega, näiteks biodiisli ja glütseriiniga, on vajalik, et täita keskkonnaalaseid eeskirju ja parandada põlemisomadusi.

Uuring

Kavitatsioonil põhinev homogeniseerimine on paljutõotav meetod kütuse stabiilsuse ja jõudluse suurendamiseks .tekitades intensiivseid mikromulle, mis varisevad vägivaldselt kokku, soodustab kavitatsioon nii füüsikalist segunemist kui ka kerget keemilist aktiveerimist, parandades reoloogiat, dispersiooni ja põlemiskäitumist. Käesolevas uuringus hinnatakse kavitatsiooni mõju HFO-biodiisli-glütseriini segudele, hinnates tihedust, viskoossust, väävli- ja metallide sisaldust, kütteväärtust, setete moodustumist ja mootori töövõimet.

Tabelis 1 on esitatud kokkuvõte käesolevas uuringus kasutatud kolme peamise kütusekomponendi füüsikalistest ja keemilistest omadustest: HFO 380, biodiisel (FAME) ja glütseriin. HFO 380 on võrdlusalus, biodiisel ja glütseriin on aga taastuvad, väävlivabad segukomponendid. Nende erinev tihedus, viskoossus ja hapnikusisaldus on peamised tegurid, mis mõjutavad segu käitumist homogeniseerimise ja põlemise ajal. Nende lähteomaduste mõistmine on aluseks RAPTECHi kavitatsioonitöötluse tulemuslikkuse hindamisele kütuse ühtluse, stabiilsuse ja üldise kvaliteedi parandamisel.

Parameter	Üksus	HFO 380 (ISO 8217:2017)	Biodiisel (FAME, EN 14214)	Glütseriin (toorõli/rafineeritud)
Tihedus 15 °C juures	kg/m³	Max. 991	860-900	1,260-1,270
Kinemaatiline viskoossus 50 °C juures	mm²/s	Max. 380	4-6	~1,200 (40°C juures)
Väävlisisaldus	% (m/m)	Max. 3,50	<0.001	0
Tuhk Sisu	% (m/m)	Max. 0,15	<0.02	<0.01
Pour Point	°C	Max. 30	-5 kuni +15	~18
Leekpunkt	°C	Min. 60	>120	>160
Kogu setete potentsiaal	% (m/m)	Max. 0,10	-	-
Olemasolev sete kokku	% (m/m)	Max. 0,10	-	-
Brutokütteväärtus	MJ/kg	41.5-42.5	39-40	~16
Alumine kütteväärtus	MJ/kg	40-41	37-38	~14-15
Hapnikusisaldus	% (m/m)	~0	10-12	~52
Süsinikjäägid (CCR)	% (m/m)	~15	<0.05	<0.01

Tabel 1: HFO 380, biodiisli (FAME) ja glütseriini võrdlevad kütuseomadused.

2. Materjalid ja meetodid

• Kütused: HFO 380, biodiisel (FAME), glütseriin
  
  
• Segud: HFO, HFO-20% biodiisel (B20), HFO-10% biodiisel-5% glütseriin (B10G5).
  
  
• Segamine: Tavapärane käsitsi segamine (HB/Coarse) ja kavitatsiooni abil segamine (CF) RAPTECHi CaviFlow® süsteemi abil.
  
  
• Analüüsid: Tihedus, API raskus, kineetiline viskoossus, väävel, metallid, kütteväärtus, leekpunkt, leekpunkt, kogu sette sisaldus (TSE), kogu settepotentsiaal (TSP), tuhasus ja süsiniku jääk, mõõdetud Bureau Veritas'is.
  
  
• mootori katsetamine: FVTR GmbH täismõõtmeline laevadiesel-katsepink (Caterpillar MaK 6M20). Registreeriti jõudlus, heitkogused, põlemisajastus ja kütusekulu.

3. Tulemused ja arutelu

3.1 Füüsikalised omadused ja reoloogia

• Tihedus ja API-massiivsus: Kuna biodiisli (860-900 kg/m³ 15 °C juures) tihedus on väiksem kui HFO 380 ja mõlemad on väiksema tihedusega kui glütseriin (1264 kg/m³ 15 °C juures), on joonisel 1 näidatud tiheduse vähenemine, kui HFO 380-le lisatakse biodiislit, ja vastav suurenemine, kui lisatakse glütseriini. See näitab ka kavitatsioonitehnoloogia eeliseid võrreldes tavalise käsitsi segamisega, millega saavutatakse umbes 0,3 % täiendav tiheduse vähenemine.
  
  
  

Joonis 1: Kütusesegude tihedus sõltuvalt temperatuurist

Joonisel 2 on esitatud API-rassi tihedus, mis on madalaim puhta HFO 380 puhul, mis kajastab selle suhteliselt suurt tihedust. Kui HFO-d segatakse kavitatsiooni abil, suureneb API-rassi tihedus veidi, mis viitab tagasihoidlikule tiheduse vähenemisele. Suurem mõju on märgatavam, kui lisada 20% biodiislit käsitsi segamise teel, kuna biodiisli tihedus on oluliselt väiksem kui HFO-l, mille tulemuseks on API-massi märkimisväärne tõus. Suurim API-tihedus saavutatakse 20% biodiislit sisaldava HFO puhul, mida on töödeldud kavitatsiooni teel. Sellisel juhul on erinevus käsitsi segamise ja kavitatsiooniga segamise vahel suhteliselt väike, kuid kavitatsiooniprotsess parandab siiski API-massiprotsenti rohkem kui biodiisel üksi.



Joonis 2: Uuritud kütusesegude °API gravitatsioon (°API Gravity)

• Viskoossus: Joonisel 3 on esitatud sarnane suundumus kinemaatilise viskoossuse osas, mis toob esile erinevused HFO 380 ning selle biodiisli ja glütseriini segude vahel. Eelkõige saavutab HFO koos 20 % biodiisliga, mida on töödeldud kavitatsiooni abil, kuni 19 % viskoossuse vähenemise võrreldes käsitsi segamisega. Praktilisest seisukohast võib seda viskoossuse ja tiheduse vähenemist seostada kavitatsiooni kahekordse toimega - selle intensiivse segamisvõimega, mis segab tõhusalt erineva päritoluga kütuseid, ja selle tugeva homogeniseerimise mõjuga, mis stabiliseerib segu ja parandab selle reoloogilisi ja põlemisomadusi. Koos hõlbustavad need mehhanismid lihtsamat pumpamist, vähendavad eelsoojendusenergiavajadust ligikaudu 6% ja tõhustavad kütuse pihustamist, parandades seeläbi põlemise tõhusust ning vähendades tahma ja põlemata süsivesinike teket.

Joonis 3: Kütusesegu kinemaatiline viskoossus temperatuuri sõltuvuses.

3.2 Keemilised omadused ja kütuse täiustamine

• Väävli vähendamine: Kuna biodiisel ja glütseriin ei sisalda väävlit, näitab joonis 4 väävlisisalduse eeldatavat vähenemist puhta HFO ja selle segude vahel biodiisli ja glütseriiniga. Kavitatsioonist põhjustatud osaline keemiline aktiveerimine - eriti kui glütseriin toimib hapnikukandjana - võib selgitada täheldatud täiendavat vähenemist: umbes 1,5% käsitsi segatud ja kavitatsiooniga töödeldud HFO-20% biodiislikütuse vahel ning umbes 19% HFO-20% biodiislikütuse ja kavitatsiooniga töödeldud HFO-20% biodiislikütuse-5% glütseriinisegude vahel. See näitab, et kavitatsioon mitte ainult ei võimalda võimsat erinevate kütuseliikide segamist ja tugevat homogeniseerimist, vaid aitab ka kütust täiustada, soodustades kütuse komponentide kerget in situ reguleeritavat keemilist modifitseerimist.
  
  

Joonis 4: Väävlisisaldus uuritud kütusesegude puhul

• Metallilised saasteained (Cat Fines): Joonis 5 näitab, et kavitatsiooni poolt esile kutsutud suurem füüsikaline hajutamine ja osalised keemilised muundumised võivad selgitada Cat Fines'i - kasutatud katalüsaatori mikroskoopilised osakesed, mis koosnevad peamiselt räni ja alumiiniumoksiididest ja mida tavaliselt esineb jääkkütustes, nagu raske kütteõli (HFO) - täheldatud vähenemist. Pärast kavitatsiooniga töötlemist täheldati kuni 33%-list vähenemist käsitsi segatud ja kavitatsiooniga segatud kütuste vahel ning kuni 50%-list vähenemist töötlemata HFO ja HFO vahel, mis sisaldas 10% biodiislikütust ja 5% glütseriini. See vähenemine viitab sellele, et kavitatsioon soodustab nende katalüsaatorijääkide peenemat hajutamist ja võimalusel osalist pinna modifitseerimist või killustumist, mis toob kaasa kütuse parema homogeensuse ja potentsiaalselt väiksema abrasiivse kulumise ohu kütusekäitlussüsteemides.
  
  

Joonis 5: Vanaadiumi, räni ja alumiiniumi sisaldus uuritud kütusesegudes.

• kütteväärtus: Kuna HFO kütteväärtus on kõrgem kui biodiisli ja glütseriini kütteväärtus, toob biodiisli ja glütseriini lisamine kaasa kütteväärtuse vähenemise. Nagu joonisel 6 näidatud, võib kütuse reaktiivsuse osaline suurenemine kavitatsioonitöötluse abil selgitada käsitsi segatud ja kavitatsiooniga segatud kütuste vahel täheldatud täiendavat umbes 0,2 % vähenemist. See väike vähenemine kompenseeritakse praktikas parema põlemisvõimsuse, puhtama põlemise ja stabiilsema süttimiskäitumisega, mis kõik on kasulikud laevamootorite töö ja heitmete kontrolli seisukohalt.

Joonis 6: Uuritud kütuste alumine kütteväärtus
.

• Leekpunkt: Kuna HFO leekpunkt on oluliselt madalam kui biodiisli oma, suurendab biodiisli lisamine segu leekpunkti. Kavitatsioonitöötluse abil saavutatud intensiivse homogeniseerimise tulemusel väheneb leekpunkt siiski oluliselt, umbes 20%, võrreldes käsitsi segatud kütusega, nagu on näidatud joonisel 7. See vähenemine kajastab kergemate fraktsioonide ühtlasemat jaotumist segu sees, mis võib hõlbustada kütuse käitlemist ja aurustumist mootori käivitamisel, ilma et see ohustaks ohutusvaru punkerdamistoimingute puhul.

Joonis 7: uuritud kütusesegu leekpunkt

• Voolutemperatuur: Kuna HFO voolamistemperatuur on oluliselt kõrgem kui biodiisli voolamistemperatuur, alandab biodiisli lisamine voolamistemperatuuri, parandades madalal temperatuuril voolamise omadusi ja vähendades eelsoojendusnõudeid ülekande ja sissepritse ajal. Võrreldes käsitsi segatud kütusega ei ole kavitatsioonitöötluse mõju voolamistemperatuurile märgatav (joonis 8), mis näitab, et kavitatsioon mõjutab peamiselt mikrostruktuuri ja reaktiivsust, mitte lahtise faasi üleminekuid.

Joonis 8: uuritud kütusesegude voolamistemperatuur

3.3 Setteid, tuhk ja süsinikujäägid

• Setete teke: HFO ja biodiisli segamisel täheldatud kogu sademe (TSE) vähenemine umbes 33% võrra (joonis 9) on peamiselt tingitud biodiisli amfifiilsest olemusest, mis stabiliseerib polaarsete vastastikmõjude kaudu asfalteneid ning parandab kütuse homogeensust ja viskoossust, takistades seeläbi agregatsiooni ja sadestumist. HFO-biodiislikütuse segude kavitatsioonil põhineva homogeniseerimise abil saavutatakse täiendav TSE vähenemine ligikaudu 33 % võrreldes käsitsi segamisega.

Joonis 9: Kogusettumuse olemasolu (% massist) uuritud kütusesegude puhul.

• HFO ja biodiisli segamisel täheldatud märkimisväärne kogu settepotentsiaali (TSP) vähenemine umbes 60% võrra (joonis 10) on samuti peamiselt tingitud biodiisli amfifiilsest olemusest, mis stabiliseerib polaarsete vastastikmõjude kaudu asfalteene ning parandab kütuse ühtlikkust ja voolavust, vähendades seeläbi agregatsiooni ja sette moodustumist. HFO-biodiislikütuse segu kavitatsioonipõhise homogeniseerimise abil saavutatakse täiendav TSP vähenemine umbes 25% võrreldes käsitsi segamisega.

Joonis 10: Kogusettumispotentsiaal (% massist) uuritud kütusesegude puhul.

See oluline paranemine näitab kütuse märgatavalt suuremat stabiilsust ja oluliselt väiksemat setete tekkimise ohtu ladustamise ja mootori töö ajal. Teades, et setete teke laevade punkerdamisel on endiselt püsiv tegevusprobleem ja regulatiivne probleem, millel on märkimisväärsed majanduslikud tagajärjed.
Tegelikult sõltub muda tekkimise kiirus mitmetest teguritest, sealhulgas kütuse koostisest, ladustamistingimustest ja käitlemistavadest. Operatiivsed kogemused ja IMO juhised näitavad, et sette teke kütuse puhastamise ja ladustamise ajal on tavaliselt 1-3% tarbitud HFO mahust, kuigi see viitab separaatorite/punkri jääkidele ja seda ei tohiks otseselt võrdsustadaISO 8217 sette spetsifikatsiooniga.

Laeva puhul, kus ladustatakse 1000 tonni HFO-d, on 380:

Stsenaarium	Sette mass (t)	Maht m³	Kütusekulu kaotus 500 $/t
Hinnanguliselt madal (1 % mahust)	9.5	≈ 10	4.750
Hinnanguliselt kõrge (3 % mahust)	28.5	≈ 30	14.250

Tabel 2. HFO380-st tekkiva muda majanduslik mõju

Laeva puhul, mis tarbib aastas 20 000 tonni HFO-d, vastab see umbes 20-200 tonni kütuse kokkuhoiule aastas või umbes 10 000-100 000 USD aastas (võrdlushinna 500 USD/t alusel). Kõrgemad kütusehinnad või suurem tarbimine suurendaks seda kokkuhoidu proportsionaalselt.

Tuleb märkida, et need hinnangud arvestavad ainult otsest kütuse väärtuse vähenemist. Praktikas on sette käitlemise kulud sageli suuremad MARPOLi I lisa kohase kohustusliku kõrvaldamise, sadamate vastuvõtutasude ja sette käitlemise nõuete tõttu, mis võivad oluliselt ületada kaotatud kütuse lihtsat maksumust.
Kombineerides süstemaatilist kütusehaldust täiustatud kavitatsioonipõhise homogeniseerimisega, saavad käitajad:

• säilitada kütuse pikaajaline stabiilsus
• vähendada hooldus-, seisaku- ja kõrvaldamiskulusid.
• Parandada kütusekasutust, mootori töökindlust ja tööohutust.
• tagada vastavus MARPOLi I lisale, vähendades samal ajal keskkonnariske.
  
  

Kavitatsioonihomogeniseerimise integreerimine nii punkerdusjaamades kui ka laevadel pakub seega võimalust ohutuma, ökonoomsema ja keskkonnasõbralikuma laevakütuse käitlemise saavutamiseks, vähendades samal ajal muda tekkimisega seotud probleeme ja regulatiivset koormust.

• Tuhk ja süsinikujäägid: Kuna biodiisel ei sisalda tuhka, siis joonisel 11 on näidatud tuhasisalduse eeldatav vähenemine, kui seda segatakse puhta HFOga. Kaviteerimine suurendab seda mõju veelgi, soodustades tuhaosakeste peenemat hajutamist ja osalist pinnakillustumist, mille tulemusel väheneb HFO-biodiisli segu sisaldus täiendavalt umbes 4%. Väiksem tuhasisaldus aitab kaasa puhtamale ladustamisele ja käitlemisele, vähendab punkerdamise ajal torustike ja mahutite määrdumist ning toetab tõhusamat põlemist ja väiksemat tahkete osakeste moodustumist mootoris.

Joonis 11. Tuhasisaldus (massiprotsent) uuritud kütusesegude puhul.

Joonisel 12 näidatud süsiniku jääkide vähenemine puhtast HFO-st kuni HFO-20% biodiislikütuseni on peamiselt tingitud raskete aromaatsete süsivesinike asendamisest biodiislikütuse kergemate, hapnikuga rikastatud rasvhappeestritega. HFO-10% biodiislikütuse-5% glütseriinisegu puhul täheldatud täiendav vähenemine tuleneb glütseriini hapnikurikkast koostisest, mis soodustab täielikku termilist lagunemist ja piirab tulekindlate jääkide teket. Süsinikjäägi mõningane suurenemine umbes 3% võrra HFO-20% biodiislikütuse kavitatsiooniga töötlemisel on tingitud termilise lagunemise tõhustatud aktiveerimisest, mida põhjustab kavitatsiooni käigus tekkiv intensiivne segamine võrreldes käsitsi segamisega. Need muudatused parandavad põlemise tõhusust, vähendavad tahma ja ladestumist mootorites ning hõlbustavad kütuse sujuvamat käitlemist punkerdamise ja ladustamise ajal.



Joonis 12: Süsinikjäägid (% massist) uuritud kütusesegude puhul.

3.4 Põlemisprotsess ja mootori jõudlus

Kavitatsiooni abil toodetud HFO-FAME-segusid katsetati ja hinnati nende toimivust neljataktilises merediiselmootoris, võrreldes tavapäraselt (jämedalt) toodetud HFO-FAME-segudega. Uuringud viidi läbi FVTR GmbH poolt pakutaval täismootori katsestendil, mis põhines Caterpillar MaK 6M20 mootoril. Järgnevalt on esitatud kokkuvõte katsete peamistest tulemustest:

• Viskoossus ja eelsoojendus: Vähendatud sissepritsimistemperatuur (>6 K) vähendas eelsoojendusenergia vajadust.
  
  
• põlemise ajastus: Veidi varasem põlemise algus ja lõpp, veidi lühem kestus, mille tulemuseks on väike kütusesääst (~1%) ja veidi suurem NOx sisaldus hapniku tõttu.
  
  
• Heitkogused: CO, CO₂, HC, O₂ ja FSN jäid sarnaseks käsitsi segatud kütusega; käitamisprobleeme ei täheldatud. kavitatsiooniga töödeldud HFO-FAME segu näitab selgeid praktilisi eeliseid laevamootorite töös. Selle madalam viskoossus vähendab eelsoojendusenergiavajadust, lihtsustab sissepritsimist ja aitab kaasa kütusekulu kergele vähenemisele. Põlemine on stabiilne ja usaldusväärne, kusjuures heitkogused on suures osas võrreldavad tavapäraste segudega, välja arvatud NOx oodatav väike suurenemine, mis tuleneb suuremast hapnikusisaldusest. Need tulemused näitavad, et kavitatsioonil põhinev segamine mitte ainult ei paranda HFO-FAME-kütuste reoloogilisi ja põlemisomadusi, vaid toetab ka ohutumat, tõhusamat ja usaldusväärsemat punkerdamist ja mootori jõudlust praktilistes meresõiduki rakendustes.

3.5 Kokkuvõte kütuse ja põlemise parandustest - "CaviFlow® jõudluse kasv".

Praeguses etapis võib RAPTECHi kavitatsioonitöötluse üldist mõju kütuse omadustele, põlemisomadustele ja kasutegurile kokku võtta järgmiselt. Andmed kinnitavad kavitatsiooniga töödeldud kütuste mõõdetavaid füüsikalisi, keemilisi ja majanduslikke eeliseid võrreldes tavapäraselt segatud kütustega.

Parameter	Parandamine	Mõju
Viskoossus 50 °C juures	↓ ≈ 13 %	Lihtsam pumpamine, vähenenud eelsoojendusenergiavajadus
kütteõli erikulu (SFOC)	↓ ≈ 1 %	Parem põlemisõhusus, kerge kütusesäästu
Muda moodustumine (1-3 % v/v tüüpiline)	↓ ≈ 99 % (praktiliselt kõrvaldatud)	Puhtamad filtrid, ei ole separaatorite ülekoormust, stabiilne ja pidev töö
Üldine kütuse ja võimsuse vaheline tõhusus	↑ ≈ 4 % (kütusesääst)	Vastab ≈ 1,2 t/päevas 50 000 DWT tankerile.
Mootori töö	Stabiilne põlemine minimaalse NOₓ tõusuga	Usaldusväärne ja järjepidev jõudlus
Keskkonnamõju	Madalam sette-, tuha- ja väävlisisaldus	Puhtam põletamine, lihtsam vastavus IMO/MARPOLi standarditele

Tabel 3. Peamised jõudluse eelised CaviFlow® kavitatsioonitöötluse korral

Salvestusala	Aastane mõju (€)	Alus/selgitus
Kütuse tõhusus (~4 %)	€ 200 000 - 250 000	4 % kütusekuludest
ELi heitkogustega kauplemise süsteem / CO₂-säästmine	€ 108 000 - 110 000	1,548 t × 70 eurot (hinnanguliselt) / t CO₂
Vastavus ja harta Premium	€ 50 000 - 200 000	Paremad prahtimismaksed
Operatiivne tõhusus ja hooldus	€ 20 000 - 40 000	Puhtam põlemine → vähem mootori kulumist
Puhasti / kütteseade energiasäästu	€ 5 000 - 10 000	Madalam viskoossus → väiksem koormus
Potentsiaalne kokkuhoid kokku	≈ 380 000 - 600 000 eurot laeva kohta aastas	Välja arvatud kütusehinna muutused

Tabel 4. Kavitatsioonipõhise kütuse optimeerimise hinnanguline aastane majanduslik mõju

Eeldades, et 50 000 DWT mahutavusega tanker töötab umbes 20 % FAME-komponendiga, väheneb CO₂ netoheitekoefitsient 3,114 t CO₂/t kütus puhta HFO puhul 2,856 t CO₂/t kütus, kui võtta arvesse RAPTECHi kavitatsioonitehnoloogia tõhususe eeliseid. See vastab üldisele CO₂-säästule ligikaudu 1,548 t aastas, mis tegelikult parandab laeva CII-klassi C-lt B-le. Nende paranduste hinnanguline majanduslik ja keskkonnamõju on kokkuvõtlikult esitatud tabelis 4, kus on esile toodud kombineeritud eelised energiatõhususe, heitkoguste vähendamise ja tegevuskulude kokkuhoiu osas.

Need konsolideeritud parandused kinnitavad, et kavitatsioonitöötlus parandab tõhusalt laevakütusesegude üldist toimivust - parandades energiatõhusust, töökindlust ja keskkonnanõuetele vastavust.

4. Kokkuvõte

Kavitatsiooniga toetatud homogeniseerimine näitab selget potentsiaali kütusesegude - käesolevas uuringus HFO, biodiisli ja glütseriini segude - füüsikaliste ja keemiliste omaduste parandamiseks.

Peamised täheldatud eelised on järgmised:

• Parem segunemine ja ühtlus, sealhulgas mudade ja jääkvee tõhus hajutamine, mille tulemusena väheneb viskoossus ja kütuse käitlemine muutub lihtsamaks.
  
  
• osaline (reguleeritav) kohapealne keemiline aktiveerimine, mis viib väävli, tuha ja metallisaasteainete mõõdetava vähenemiseni, samuti väiksema settemoodustumiseni.
  
  
• Stabiilne põlemiskäitumine, mis toob kaasa kerge kütusesäästu (~1%) ja ainult vähese NOₓ suurenemise kõrgema hapnikusisalduse tõttu.
  
  
• Vähenenud töö- ja hooldusnõuded, sealhulgas eelsoojendusenergia ja mudakäitlus.

Need tulemused näitavad, et kavitatsioonihomogeniseerimine võib olla skaleeritav, energiatõhus ja keskkonnasõbralik protsess laevakütuse segude täiustamiseks ja stabiliseerimiseks. Kavitatsioonist põhjustatud keemilise muundamise mehhanismide ja mootori pikaajalise jõudluse jätkuv uurimine toetab veelgi selle integreerimist jätkusuutlikesse punkerdamis- ja kütusetöötlussüsteemidesse.

Autorid: Ahmad Saylam | Rohit Surya Narayan | Oleg Verechshagin | Nishith Reddy Cherukuru | RAPTECH Eberswalde GmbH

Viited

1. Rahvusvaheline Mereorganisatsioon (IMO). IMO 2020Sulfur Cap Regulation. IMO, London, 2020.
2. ISO 8217:2017. Specifications of Marine Fuels. rahvusvaheline standardiorganisatsioon, Genf, 2017.
3. EN 14214. Fatty Acid Methyl Esters (FAME) forBiodiesel Fuel - Requirements and Test Methods (Rasvhappe metüülestrid (FAME) forBiodiesel Fuel - Nõuded ja katsemeetodid). European Committee forStandardization, Brüssel, 2012.
4. Raptech GmbH. CaviFlow® Cavitation BlendingTechnology: Technical Brochure. Raptech, 2024.
5. FVTR GmbH. Full Engine Test Report - CaterpillarMaK 6M20, HFO-Biodiisel-Glütseriin segud. FVTR, 2025.
6. K. Kiran et al., Fuel Stabilization and EmissionReduction in Marine Applications Using Biodiesel Blends, Energy Fuels,2020, 34, 987-998.