بخشی از مقاله
مقدمه:
عمده ترین مشکل میکروبی در صنایع، آلودگی محصولات ذخیره شده مـی باشـد کـه مـیتوانـد بـه افـت کیفیـت محصول، تشکیل لجن و خوردگی لولهها و مخازن ذخیره منجر شود. گزارشهای چنین آلودگیهایی در سـالهای اخیـر افـزایش یافته است، که احتمالاً بخاطر افزایش نیاز به سوخت دیزل، بنزین و سوخت جت با کیفیت بالا میباشد. همچنین مقادیر زیادی هر سال بر روی تجهیزات اساسی، نگهداری و مدرنیزاسیون، از جمله پیشگیری و تیمار آلودگی میکروبی صرف میشـود. نفـت خام مخلوطی است از هیدروکربنهای بسیار متفاوت از جمله آلیفاتیکهای حلقوی، شاخه دار و مستقیم، ترکیبات آروماتیـک و هتروسیکلیک. ترکیبات نفت خام با منشا آن متفاوت میباشد. محصولات تصفیهای شامل مخلوطی از ترکیبـات هسـتند. بـرای مثال بنزین حاوی هیدروکربنهای راست زنجیره و شاخه دار، آلکانها، نفتالنها، آروماتیکها و دیگر ترکیبات میباشد.
پایدار کنندهها، افزایش دهندگان عدد اکتان(اساساً تترا اتیل سرب)، عوامل ضد خوردگی و دیگر ترکیبات ممکن است به ترکیــب نهــایی افــزوده شــوند. تیمارهــایی از قبیــل نمــک زدایــی((Desalting، آب زدایــی((Dehydrating و گــوگرد زدایی((Desulfurization گاهی اوقات مورد نیاز میباشد. فرآیندهای بکار رفته در تولید سوخت، ترکیب محصول نهـایی را تحت تاثیر قرار میدهد که به نوبه خود بر حساسیت آلودگی میکروبی تاثیر گذار است.
1 کارشناس ارشد میکروبیولوژی
1
Archvie of SID
-2 آلودگی میکروبی محصولات نفتی:
-1-2 بنزین:
ویژگیهای درجه((gradesهای مختلف بنزین توسط مشخصههای فنی شامل طیف نقطه جوش، فراریت، عـدد اکتـان، پایداری و ترکیبات جزئی متعدد کنترل میشود. ترکیبات گوگرد که اغلب از دیسولفیدها، سولفیدها و تیوفنها تشکیل شـده است نا مطلوب میباشند و میزان آن بندرت بالای % 0/25 وزنی میباشد. افزودنیهای متعدد سـوخت عبارتنـد از عوامـل ضـد اکسیداسیون، غیر فعال کنندگان فلز((metal deactivator، تترا اتیل یا تترا متیل سرب، عوامـل ضـد یـخ و بازدارنـدههـای خوردگی. رنگها ممکن است به منظور شناسایی و یا اهداف تبلیغاتی افزوده شوند. در برزیل ممکن است بنزین حـاوی تـا %17
الکل باشد که انتظار میرود در فاز آب متمرکز شده و رشد میکروبی را بازدارد. همچنین طیف طولهای زنجیره کربنـی موجـود در بنزین رشد میکروارگانیسمها را محدود میکند. ترکیبات با وزن ملکولی پایین ممکن است به علت اثـر حـل کننـدگی روی غشای سلولی، سمی باشند. به هر حال، واضح است که بسیاری از افزودنیهای مجاز(مثلاً سورفاکتانتها) میتواننـد بـه عنـوان منابع تغذیهای برای میکروارگانیسمها عمل کنند، در حالی که بقیه، از جمله ترکیبات anti-knock و ترکیبات حاوی گوگرد، ممکن است کمی بازدارنده باشند.
-2-2 سوخت جت:
به خاطر ویژگیهای خاص مورد نیاز سوخت جت، از جمله فشار بخار و نقطه انجماد پایین، این سوخت حاوی نفت سفید پارافینیک یا مخلوطی از نفت سفید و برشهای بنزین به همراه محتوی آروماتیک زیر %25 است. عوامل ضد یـخ( دی اتـیلن یـا تری اتیلن گلیکول منو متیل اتر: -2 متوکسی اتانول (2-ME ممکن است به سوخت افزوده شوند و اینها فعالیت بازدارنده رشد ارگانیسمها((Biostatic را دارند، گرچـه سـودوموناس پوتیـدا((Pseudomonas putida نشـان داده اسـت کـه 2-ME را مصرف میکند. هیدروکربنها در این سوخت به راحتی توسط برخی میکروارگانیسمها تخریب میشوند.
-3-2 سوخت دیزل:
سوخت دیزل یک محصول هیدروکربنی با نقطه جوش تقریباً بین 150 و 400 درجه سانتیگراد با طـول زنجیـره کربنـی
C15-C22 میباشد.(جدول (1
جدول -1 برشهای سوختی بدست آمده از نفت خام
در مورد سوخت دیزل، کلاسهای مختلفی وجود دارند و طبقه بندیها از یک کشور به کشور دیگر تفـاوت دارنـد. در برزیل، یک محصول جدید معرفی شده به بازار به نام )Urbanیا (Metropolitan است کـه حـاوی مقـدار مجـاز کمتـری از گوگرد میباشد.(حد اکثر % 0/5 که تا حدی از میزان مجاز در بسیاری از کشورهای دیگر بـالاتر اسـت). میـزان کـاهش یافتـه
2
Archvie of SID
گوگرد میتواند اجازه فعالیت بیشتر میکروبی را بدهد. تنوعی از افزودنیها ممکن است برای افزایش پایداری سـوخت اسـتفاده شوند: مانند ترکیباتی از قبیل آمینهای آلیفاتیک، عوامل کلاتور، دترجنـتهـا و بازدارنـدههـای خـوردگی، کـه برخـی از آنهـا میتوانند به عنوان منبع غذایی برای میکروارگانیسمها عمل کنند. سوخت دیزل سـوختی اسـت کـه از متنـوعتـرین مشـکلات آلودگی میکروبی رنج میبرد.
-3 آلودگی میکروبی مخازن ذخیره سوخت:
حتی در مخازنی که به بهترین نحو نگهداری میشوند، آلودگی میکروبی گهگاه اتفاق میافتد. میکروارگانیسمها معمولاً در سوخت وجود دارند، اما مراقبت خوب( زدودن آب و استفاده از بیوسیدها) رشد آنها را کم میکند. به هر حال در چند سـال اخیر، گزارشات رشد میکروبی در مخازن سوخت افزایش یافته است و نگهـداری مخـازن اسـتراتژیک بـرای دورههـای طـولانی همیشه مشکل ساز بودهاند.
مهمترین نیازمندی رشد میکروبی در سوخت، آب میباشد که به دلایل زیر همیشه وجود دارد: -1 آب حل نشده در سوخت میتواند روی دیواره مخزن کندانس شود.
-2 رطوبت موجود در هوا میتواند از طریق درب شناور مخازن یا دیگر منافذ وارد شود. -3 مخازنی که طراحی ضعیف داشتهاند بطور موثر تخلیه نمیشوند.
-4 در برزیــل، مشخصــات فنــی ســوخت دیــزل اجــازه % 0/05 آب را داده اســت. ایــن 0/5 ml/Lit بــرای رشــد ابتــدایی میکروارگانیسمها کاملاً کافی است و پس از شروع رشد، متابولیسم سلولی منجر به تولید آب بیشتر میشود و بدین ترتیب چرخه ادامه مییابد.
اکسیژن، از دیگر نیازمندیهای رشد میکروبی، بطور نرمال به میزان کافی در سوختهای تقطیری وجود دارد و بطـور مـداوم هنگامی که مخازن دوباره پر می شوند، جایگزین میشوند. به هر حال، حتی وقتـی کـه سـوخت بیهـوازی مـیشـود، از حملـه میکروبی در امان نیست، چرا که ارگانیسمهای اختیاری از قبیـل Bacillus و بیهـوازیهـا از جملـه باکتریهـای احیـا کننـده سولفات((Sulfate Reducing Bacteria-SRB غالب میشوند. فاکتور محدود کننده رشد احتمالاً در دسترس بودن مواد معدنی، بویژه فسفر است که عموماً به میزان <1 PPM در سوخت وجود دارد. نیتروژن و آهـن همچنـین ممکـن اسـت مـاده غذایی محدود کننده مهمی باشند. بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی نشان دادهاند که قارچها بسیار راحتتر در سیسـتم سـوخت حاوی محلول نمکهای معدنی به صورت فاز آبی رشد میکنند تا با آب. مشکلات مرتبط با رشد میکروبـی در جـدول 2 لیسـت شدهاند. در سوخت دیزل، آلودگی میکروبی ممکن است در ارتباط با بی ثباتی کهنگی (aging instability) باشد، اما بطـور کلی مهمترین نتیجه آن، خوردگی میکروبی((Microbially Influenced Corrosion مخازن ذخیره و لولههـا و تشـکیل تودههای میکروبی با قابلیت بلوکه کردن فیلترها و خطوط لوله و افزایش فرسایش در پمپها میباشد.
در مخازن ذخیره هواپیما، که از آلیاژهای آلومینیـوم سـاخته مـی شـوند، Hormoconis resinae مـیتوانـد مشـکل عمدهای باشد که عامل خوردگی و یا نفوذ به Lining مخزن است. خطوط هوایی از این امر آگاه میباشند و آزمایشهای منظم را متقبل شدهاند.
3
Archvie of SID
جدول -2 نتایج رشد میکروبی در سوختها
مخازن ذخیره سوخت در زمین، بخاطر مشکلات در تخلیه کردن کامل، در معرض آلودگی قرار دارند و از آنجا که این مخازن از بازرسی چشمی مخفی هستند، ممکن است که به خوردگی و نشت آنهـا تـوجهی نشـود و از اینـرو آلـودگی محیطـی مهمی میتواند اتفاق بیفتد. در برزیل، بسیاری از ایستگاههای پخش سوخت در حال تعویض مخـازن درون زمینـی بـا مخـازن هوایی هستند که نتیجه آن کاهش مشکلات میکروبی است. یک قانون جدید در آمریکا، مالکین مخـازن درون زمینـی را ملـزم کرده است که توسط مکانیسمهای متعدد علیه خوردگی محافظت شوند(استفاده از پوشش و حفاظـت کاتـدی)، کـه معنـی آن تحمیل هزینههای قابل توجه توسط سخت گیریهای مربوطه است. میکروارگانیسمها ممکـن اسـت از طریـق خـاک، هـوا، آب شستشوی آلوده، خطوط لوله آلوده یا از طریق بیوفیلم موجود روی دیواره مخازن(در صورتی که بطور موثر و کارا بخوبی تمیـز نشده باشند) وارد سوخت شوند. شکل زیر آلودگی میکروبی سوخت نفت کوره را به ترتیب در سه مرحله نشان می دهد.
شکل :1 آلودگی میکروبی سوخت کوره در سه مرحله نشان داده شده است
جدول 3 ارگانیسمهایی را که از مخازن گوناگون سوخت هیدروکربنی جدا شدهاند نشان میدهد. همه این ارگانیسمها قادر به متابولیزه کردن هیدروکربن نیستند. آنهایی که قادر به رشد در سوخت هستند، نسبت به توانایی زنده ماندن در سـوخت، بـا
4
Archvie of SID
یک ستاره نشاندار شدهاند. جدای از هیدروکربنها، ارگانیسمها ممکن است مواد غذایی را از افزودنیهای سوخت، آلـودگیهـایی که وارد سیستم میشود یا از رشد ارگانیسمهایی که در ابتدا کلونیزه شدهاند بدست آورند. زنجیـرههـای هیـدروکربنی کـه بـه راحتی مصرف میشوند C10-C18 هستند. زنجیرههای کوتاه تر هیدروکربنی ممکن است عملاً رشد برخی ارگانیسمها را بـاز دارد.
