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生物基,可生物降解潤滑油,食品級潤滑油有什么不同?

2019-09-25    中國潤滑油信息網  

  生物基潤滑油,尤其是可生物降解的,能被用作食品級潤滑油嗎?食品級潤滑油是可生物降解的嗎?它們一定是生物基的嗎?可以理解有些人認為這些術語可以相互轉換,畢竟人類的食物大部分來自植物和動物,因此很容易想象由它們制成的潤滑油在食物加工過程中應該是安全的。

  潤滑油營銷公司Schaeffer說,情況未必如此。公司網站的一份文件提到:“這些潤滑油總被認為是可互換的,有一種假設認為他們對食品加工沒有危害,那么對環境來說應該是可接受的。更令人困惑的是食品級潤滑油和可生物降解潤滑油確實具有相似性。”

  相似之處非常明顯,但是如果你注意它們的定義,起源和表現這些方面,就會更清楚地看出它們之間的區別。

  生物基潤滑油通常被叫做生物潤滑油,是潤滑油的一大起源,因為它們來源于有生命的有機體,被制成潤滑油和潤滑脂。生物潤滑油含有許多甲酯,可從玉米、油菜籽、類似的植物還有椰子油以及其他樹脂油中提取。

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  全球潤滑油總需求量每年大概4000萬公噸,生物潤滑油占了總量的30萬噸,約為0.75%。市場研究公司Kline&Co預計生物潤滑油將以5%的復合年增長率增長,而其他人則預測其年增長率將達到4%至7%。所有這些數字都超過了整體市場的增長預測,可見,生物潤滑油具有明顯的上升趨勢。

  一些潤滑油的使用是因為規則政策基于對供應鏈的考慮要求使用可再生資源材料。比如美國政府的生物優先計劃是為了支持農業并且減少對石油的依賴。該計劃要求聯邦機構為109種產品(包括潤滑油)采購符合最低生物基成分含量閾值的產品,除非其中有幾項豁免適用。歐盟的生態標簽計劃旨在鼓勵可持續發展,減少碳足跡以及對石油的依賴。它授權潤滑油和其他類別的產品在達到生物基含量閾值的情況下使用生態標簽的標識。生態標簽標準包括附加要求——產品暴露在自然環境時產生的影響最小。

  生物基潤滑油具有很多優點。許多植物油有優異的潤滑性和粘度指數,雖然它們通常在氧化穩定性和低溫特性方面表現得不好,但是他們可生物降解,無毒,并且沒有生物積累性。

  保護環境

  后面三個參數在判斷潤滑油能不能適用于暴露在環境中的應用起到了很大的作用。在快速分解材料方面,生物降解性由標準工業方法來定義,分為四類:

  1. 易于生物降解的物質,在28天之內至少降解60%,分解在10天之內開始;

  2. 最終可生物降解的物質,在28天之內至少降解60%,但是不需要10天的窗口期;

  3. 天然可降解的物質在28天內降解20%以上,但是低于60%;

  4. 不可生物降解的物質在28天內降解20%或更少。

  生物潤滑油對環境影響很小,這一特性讓它們成為特定設備中流行的液壓流體,因為他們很容易從設備中流出,許多設備都用于移動應用和環境敏感區域。生物潤滑油也可以滿足海上應用的要求,例如船尾管油,它可以潤滑船上的螺旋槳軸而且很容易滲到水中。同樣的參數也適用于鐵路側軌潤滑脂,這種潤滑脂可以潤滑軌道曲線,防止軌道和機車車輪凸緣磨損,是遠程自動應用的,被清洗的時候可能會污染水道。

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  生物潤滑油也用于對人體健康產生影響的應用,例如金屬加工液,它產生的霧氣對工人健康不利,這些應用很大程度上轉變成了由70%的水構成的產品。從植物和動物源中提取的基礎油料是這些混合物油相的主要成分。

  David Sundin是德克薩斯州泰勒市SVB環境潤滑油公司的老板,他說生物潤滑油在行業內得到了認可,并且被認為在某些應用領域具有顯著的優勢。但是,他在近來一個采訪中提到生物潤滑油還沒有做好面對嚴苛應用的準備,比如曲軸箱機油以及具有大量熱量和壓力的應用。但是對許多(并不是大多數)應用來說,生物潤滑油能夠作為以石油為基礎產品的一對一替代品。

  各種人造成分,其中有一些是石化產品,也可用于制造具有類似“綠色”屬性的潤滑劑。正如雪佛龍菲利普斯化學(Chevron Phillips Chemical)公司全球PAO技術服務經理Ken Hope解釋的那樣,PAO是無毒的,而且在不同程度上可生物降解。

  在一次電話采訪中他說:“低粘度的PAO更容易降解,所以2里斯的PAO更容易生物降解,4里斯的本身具有生物降解性,PAO粘度比較高,生物降解性就低。”PAO可用于健康和環境相關的應用中,例如美國環境保護署(U.S.environmental Protection Agency)認定的環保型潤滑油和金屬加工技術。

  聚烷基乙二醇同樣來自石油化工行業。荷蘭特溫特大學(University of Twente)在線資源Tribonet在2016年發表的文章提到,有些流體也是可生物降解并且無毒的,符合環保潤滑油的要求。

  一些合成脂能從植物油和動物油中提取,但也有一些是石化產品制成的,并且是可生物降解的。霍普指出,想要制造環保產品的潤滑油,配方商不必在生物基和非生物基材料之間做選擇。“通常你可以找到兩者的混合,”他說。“例如,生物基材料可能會有氧化穩定性和低溫性能差的問題,不過與PAO混合可改善這些特性。同樣,你可以使用9里斯的PAO,它處于PAO低粘度的上限,讓它跟高油酸酯混合,最終得到的潤滑劑的生物降解性要比PAO原本的更好。”

  保證食品安全

  與生物基產品不同,食品級潤滑油是由性能決定的。具體而言,它們被設計成無毒的,而且沒有味道和氣味,以防它們與食物接觸。業界認可的三類食品級潤滑油分別為:

  1. H1適用于食品加工環境中可能偶然接觸食品的產品;

  2. H2用于不可能接觸食物的加工廠;

  3. H3用作潤滑,通常是食用油,防止鉤子,手推車和類似設備生銹。

  決定是否有跟食品接觸的可能性是很困難的,所以許多工廠經營者寧可選擇H1也不愿選擇H2。有些甚至更進一步要求他們的潤滑油供應商獲得NSF國際的ISO 21469認證,這一認證涉及潤滑劑生產設施的現場審核。

  這些類別最初是由美國農業部創建的,并根據每種材料的數量和用量進行了定義。如今,位于密歇根州安娜堡市的NSF這樣的私營機構,都在根據新的清單開展認證項目。

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  Benjamin Garmier是俄亥俄州Hartville可再生潤滑油的副總裁,他說:“大部分植物油都是無毒的,允許列入H1的成分清單。但你還是要看一下添加劑的包裝,因為某些用于非食品級生物潤滑油的抗氧化劑可能不在H1清單上。”同樣,一些食品級潤滑油不符合環保潤滑油的要求。“人們認為,與食品偶然接觸無危害的產品對其他生物也是安全的,但通常情況是,參與毒理學測試的微生物往往無法承受泄漏產生的大量潤滑油。”

  “通常食品級潤滑油會落后于毒理學,”Garmier說,“關于生物降解性,因為食品級產品不需要生物降解性,所以如果你不需要的話,為什么還要制定相關的規定呢?”Garmier說,同時滿足食品級和環保標準要求的潤滑油實際上很少見。可再生的潤滑油有兩種:ISO 46液壓油和用于氣動工具的ISO 32油。

  Marc Aluma是Quimica Lasem全球業務部門經理兼化學工程師,他說:“根據我在歐洲的經驗,當人們尋找NSF注冊的可接觸食品潤滑油時,他們并不要求環保產品…關于食品加工,應用是封閉的,因此任何泄漏都在控制之中。”

  食品級潤滑油、生物基潤滑油和可生物降解潤滑油之間存在很大的差異。每一個定義都有不同的基礎,并且有不同的目的。生物潤滑油代表了一大類由活性原料制成的產品,可生物降解潤滑油適用于一些盡量減少對環境破壞的測試,食品級潤滑油則適用于特定的應用。

來源:中國潤滑油信息網

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