本发明在化学的技术领域内。具体地，其涉及金属催化剂用于去除化石燃料中的细菌的用途。
背景技术：
在商业燃料中，通常存在污染物和微生物化合物，其在发动机或燃烧器中燃烧时降低它们的效率、影响它们的性能、低温泵送能力、注射泵的寿命、阻塞注射器、并最终降低燃烧效率，导致功率损失、过量的烟灰形成、需要更频繁地更换润滑油及其过滤器，并增加有毒气体向环境的排放。
这些污染物很大程度上是在这种燃料中自然生长的细菌、霉菌和酵母菌。该生长通常是指数的。
这些微生物在燃料中的存在可能不利于其在燃烧器或发动机中，通常包括这些燃料的燃烧的任何方法或应用中的性能。
这个问题发生在燃料离开精炼厂的时刻直到其在发动机中燃烧的时刻，即在由从精炼厂运输到加油站或到中间油库组成的整个物流链的期间，在其储存在这些地点期间及其储存在实际车辆的燃料罐期间，燃料将逐渐被污染。
当环境有利于细菌生长时，例如在高湿度、或高温度环境或被灰尘污染的环境中，该微生物污染加速。
有不同的技术来解决该问题。一种是使用燃料过滤器。这些通常是具有小孔的膜，通过施加压力推动柴油通过该膜，使得杂质(其中一种是细菌)保持捕获在膜中。然而，这种技术有几个缺点，如需要提高燃料的压力以纯化燃料，这使得泵送和注射系统效率低；此外，它们具有它们的孔隙大小通常大于细菌的大小的问题；例如，如果存在孔隙大小为10微米的过滤器，并且细菌菌群具有平均0.2微米的直径，则这些将不会被过滤；其仅在泵送系统启动时除细菌；并且这些还需要定期更换，因为它们经常饱和或堵塞，这也损害车辆的运行。
解决该问题的另一种技术由液体添加剂，如商业产品liquimoly的hfa油添加剂等组成。将这些添加到化石燃料并化学除去燃料中的细菌。这些具有某些问题，如其不是永久性处理，而是一定量的添加剂处理特定体积的燃料；并且添加剂的组成可能负面影响化石燃料的性能的事实。
此外，存在安装在燃料存储系统内部的基于锡和锑的金属催化剂，并且以它们去除在其内部的细菌的方式进行持续处理燃料的功能。
但是，这些技术有不同的问题，如：
·细菌去除速率：
用于去除细菌的金属催化剂的现有技术具有反应速率，使得仅在接触并引发反应后的相当长的时间后观察到对烃燃料的增强效果。
·在处理开始时燃料污染的初始增加：
在处理开始时，金属催化剂通常释放起损害燃料质量作用的氧化物和其它杂质。在一段时间后，这些污染物被催化剂除去且细菌开始被去除。
·它们对其中安装它们的燃料容器导致损害：
这些装置通常具有较小的体积并且不限制在其中安装它们的容器之内。它们通常安装在移动车辆的燃料罐内。这就是为什么装置会从一侧移动到另一侧，能够对其内部的容器和传感器(液位浮标、温度传感器等)和致动器(泵、阀等)的结构造成损害。此外，通过机械干预固定这些装置是复杂和危险的，因为其需要拆卸燃料容器并且在其仍包含残余物时处理，这造成爆炸的风险。
·确保任何环境中的反应的高效：
这些催化剂依赖于含铁材料的存在以开始反应，因此如果在它们处于的环境中没有发现这种材料，它的效果将为零。
·毒性：
一些专利描述了包括金属如铋、铅或汞的产品，这可能导致它们对使用或处理它们的人有害和有毒。
技术实现要素：
本发明的目的是以比现有技术更快和更有效的方式去除烃燃料中存在的微生物污染物，与燃料储罐的设计相容并且不对人类健康造成损害。
在这方面，包括由锡、锑、铜和锌合金组成的金属颗粒；金属壳体、多个磁体和盖的装置。此外，开发了用于制造和活化颗粒的方法，从而使它们的催化活性增强。
锡和锑合金用于防止化石燃料和一般烃燃料中的腐败，但它们的抗菌活性不会足够强而以灵敏和及时的方式去除流体中存在的细菌、霉菌或酵母菌。
为此，除了锡和锑金属之外，锌和铜被认为在颗粒的组成中具有更强的催化作用。
将铜并入该混合物是由于这种金属具有杀菌性能的事实，这导致合金以更强的方式起去除微生物的作用。
在这种情况下，锌实施在合金中使用的其它金属的载体的功能。该金属是促进电子交换和催化活性的半导体，扩大了与其一起作用的其它金属的性能。
此外，上述方法设计为防止金属催化剂在处理开始时释放作用为损害燃料质量的氧化物和其它杂质，使得当作用在燃料上时，其仅产生积极效果并且更强烈地发挥其催化活性。
该方法由五个步骤组成：熔炼、浇铸、冷却、活化和净化。
在熔炼步骤中，将金属置于耐火容器中并引入到蒸汽室炉中，它们在其中加热至超过它们的熔点。
在浇铸步骤中，将金属倒入至模具中以使它们成形为固态。
在冷却步骤中，以使得它们的分子结构为晶体或趋于晶体的方式并且在非氧化环境中使颗粒降温。
在活化步骤中，将颗粒从模具中取出以转移到含有有机溶剂的容器中，使它们在其中经受回流以活化它们的表面。
最后，在净化步骤中，从含有有机溶剂的容器中取出颗粒，通过将其在蒸汽室中蒸发的方式除去所有残留物。
另一方面，本发明不含金属如铅或汞(如us6024073a和us5393723a)，其可能对处理该材料的人有健康危害。
此外，为了发挥它们的催化活性，颗粒需要处于其中存在至少一种主要由铁组成的材料的环境中。这就是为什么装置的盖和金属壳体二者必须由主要是铁的材料制成，以确保颗粒在其中它们安装的任何环境中的催化反应的高效。此外，该材料必须优选是不锈钢。
此外，将磁体并入金属壳体中将使得该装置附着到被磁体吸引的任何表面，例如由其制造大多数燃料罐的材料的铁。因此将防止装置变得松动并在燃料罐周围移动，转而避免损坏可能在其内部的传感器和致动器。
附图说明
本发明示出了描述本发明的附图：
图1：用于化石燃料中的细菌处理和去除的组装装置。
1：装置
图2：用于化石燃料中的细菌处理和去除的部件。
2：盖
3：磁体
4：颗粒
5：壳体
图3：用于金属颗粒的制造和活化的方法的框图
图4：通过uv-vis光谱法表征存在于diesel-db5中的细菌菌群
图5：在450nm的波长下测量的不同合金对于细菌降解的比较
图6：在480nm的波长下测量的不同合金对于细菌降解的比较
具体实施方式
本发明是用于去除化石燃料中的细菌的系统，包括由合金组成的多个金属颗粒，该合金的组成如下：
锡(sn)：45％至55％
锑(sb)：20％至30％
铜(cu)：10％至20％
锌(zn)：5％至15％
该合金设计为使得不会对人类健康是有害的，并且反而超过了基于锑、锡、铅和汞制成的用于去除细菌的催化剂的效率。因此，决定不使用如铅和汞的金属，因为这些对人类健康最有害的金属，分析了可以替代它们产生更大的催化活性的其它元素。
提出了不同的假设来找出完成合金的元素，铜由于其杀菌性质是有希望的且锌由于其是充当载体的元素，其扩大与其一起作用的其它元素或化合物的催化性能而是有希望的。
为了分析这些金属对燃料的影响，将两种金属的块浸入单独的玻璃瓶中的生物柴油样品中4周，以进行视觉检查和借助uv-vis光谱法检查在不同波长下的它们的吸光度的测量。
应该明确，污染燃料的细菌主要是菌群中的假单胞菌，其可以通过它们生长的燃料的uv-vis光谱法测量不同波长下的吸光度来间接检测和定量。作为在位于450nm和480nm的波长下的吸光度图表中存在两个特征峰的结果来检测细菌菌群。下图显示图4中看到的特征峰。
继续对锌和铜的分析，观察到锌对燃料没有影响，且铜具有负面影响，因为生物柴油变得浑浊且较稠。关于它们的吸光度的测量，任一种都没有显著减少特征峰。在这个意义上，它们单独对燃料没有杀菌作用。
然后，验证认为铜、锌、锑和锡作为的整体效果比其它合金具有更强烈的催化作用的假设。为此，制备具有相同尺寸和不同组成的颗粒以分析当添加提出的两种金属时产生的差异。第一样品由约33％的锑和67％的锡组成，且第二样品具有先前表示的比例。
为了进行分析，通过插入假单胞菌培养物使细菌生长在生物柴油样品中，使其经受加热并鼓泡氧气两个月。以这种方式，生物柴油可能变暗，显示细菌的存在。
然后将生物柴油样品分离入带有两个用于连接软管的连接件的两个玻璃容器中。以这种方式，软管连接到容器的入口和出口。此外，制成圆柱形含铁材料的容器，其中插入不同合金的颗粒。这些容器具有盖和喷嘴，允许它们以串联的方式安装在软管上，使得燃料可以流过内部。还串联安装商用燃油泵，以使它们可以在提出的系统中泵送和再循环燃料。
通过打开燃料泵开始测试，并且每90分钟测量吸光度，以量化合金对燃料的影响。
为了理解细菌是如何被去除的，应该提到这些以通过下列函数描述的速率消失：
其中：
n0：时间开始时(t＝0)的细菌总数。
n(t)：给定时间(t≠0)开始时的细菌总数。
a：时间常数的倒数(s-1)。
t：以秒计的时间。
另一方面，使用的量化细菌去除的方法，如前所述，是基于比尔-朗伯定律的uv-vis光谱法，其为将光的吸收与穿过的材料的性质相关联的经验关系。
其中：
a：吸光度
l：光穿过的介质的长度(cm)。
c：介质中吸收物的摩尔浓度(m；#mol/l)。
α：吸收系数(l×#mol-1xcm-1；lx#mol-1×m-1)
细菌的总数“n”和吸收物的浓度“c”二者取决于质量；其可以关联为正比例，然后吸光度“a”将与细菌的数量“n”成正比：
使用这三个方程式，得到以下表达式：
a(t)＝a0.b.e-a.t
其中：
b：无量纲系数。
a：时间常数的倒数(s-1)。
t：以秒计的时间。
为了绘制获得的结果，计算自然对数“ln”以给予函数线性并消去时间因数“t”。
由此作为
以这种方式，结果如图5和图6的图表所示。
以这种方式，可以确定通过以上述比例混合这些金属增强对去除微生物的催化作用。
此外，合金的几何形状和尺寸可以是不同的形状和尺寸，如泡沫、颗粒(4)、不同尺寸的球体、纳米或微结构等，条件是确保其与燃料接触并且其机械强度承受支撑燃料流而不损坏或分离。合金必须包含在金属壳体内。
此外，金属合金具有催化效果，因为其必须内含类似于电池或牺牲阳极的电化学电路的事实。这由合金、燃料以及其主要元素为铁的金属或合金组成。通常，预期该电路可以由形成燃料储罐的材料内含，因为机动车通常具有低碳钢罐，但在其它情况下，如水泥、塑料罐(在摩托艇、轻型汽车等交通工具上使用的)，不一定内含电路，会阻止去除细菌的催化活性。这就是壳体(5)必须是金属的原因，并且其合金的主要元素必须是铁，以确保电路完整，并且在其安装的任何环境中确保去除细菌。同样地，这种材料应优选是不锈钢，以避免安装在燃料储罐内之前，在储存或运输的同时在其表面上形成锈。
壳体(5)可以具有不同的几何形状，如六边形、八边形、圆柱形等。重要的是其具有孔，燃料可以通过该孔流入其中并且可与合金接触。这些孔也可具有不同的几何形状。
另一方面，必须将装置(1)安装在燃料罐内，其可以是静止的，因为它们可能属于运动的车辆。在这个意义上，由于其是具有较大重量的元件，当车辆加速、转弯、改变其倾角或制动时，其可以在箱内移动，能够与墙壁和不同的传感器或致动器(例如，液位传感器或燃料泵)碰撞，造成损害。将装置螺栓连接到罐的底座可能是复杂和危险的(由于存在可燃气体)，并可能转而削弱燃料罐的结构，使其较不耐受冲击，这也意味对燃料储罐运行的安全性的负面影响，这对于其中安装在移动的和具有乘坐人员的车辆中的情况是至关重要的。这就是为什么在本设计中，将磁体(3)并入壳体(5)中，使得装置(1)附着到通常形成燃料罐的表面。以这种方式，可以将其以快速和牢固的方式固定，以减少损坏燃料罐或其内部部件的风险。
最后，用盖(2)密封装置(1)的端部，必须将盖由压力固定或焊接到壳体上，以确保它们变得松动。
必须注意，本发明的范围不限于特定的燃料，而是可以应用于是液体或气态烃的任何燃料。
同样地，发明了用于制备合金及活化其表面的方法。其包括以下步骤：加热、浇注、冷却、活化和净化。
在加热步骤中，将包含合金的金属的温度升高至高于1000℃，超过它们的熔点。因此，当金属在耐火容器内时，它们从固态转变为液态。优选必须在惰性气氛中进行加热，例如在氩气气氛中，以避免氧化物的形成。
在下一个步骤浇铸中，将金属合金倒入模具中使得其形成期望的形状。如上所述，这种形状可以是球形、颗粒(4)、网状、泡沫等的形状。重要的是，其中进行浇铸的模具实施为具有从合金中充分地除去热量的能力，并且处于不超过大气温度大于200℃的温度下，因为在固化时合金必须具有优选是晶体的原子结构，因为以这种方式其催化作用增强。
一旦合金固化，将其从模具中取出并转移到具有油或非氧化液体的容器中以加速其冷却并提供无氧环境以防止在其表面上产生氧化物。这有助于不存在破坏合金的催化作用的氧化物颗粒。
随后，将合金活化。将表面上的油去除并将合金转移到由含金属铁材料形成的或者含有相同特性的元素的容器，其中包含液态烃燃料，优选柴油，并使其经受回流以开始化学反应，并且将其表面活化，可能已经形成在合金表面上的所有金属氧化物变得脱离。这确保了合金对燃料的影响最优化，防止可能的污染物脱离。
最后，将颗粒从其中它们被活化的容器中取出并转移到蒸汽室中，使得它们可以被净化，蒸发可能残留在其表面上的剩余溶剂。