当前位置: 内燃机 >> 内燃机介绍 >> 蓖麻在我国农村很常见,为何被美国列为国家
在南方生活的人应该都会见过一种奇怪的植物——蓖麻,这种植物在各地有不同的叫法,比如老麻子、大麻子、草麻。这种植物是那么的奇怪,虽然经常能在农村中看到它们的身影,但它的造型和各方面特征都显得与周围的植物格格不入。
其实很多人不知道,这是一种一千多年前从印度入侵到我国的植物,正因为这样蓖麻这个植物才会长得与其他常见植物完全不同。
但很多人不知道,蓖麻实际上还是一味广受追捧的中药。不仅如此,蓖麻的果实蓖麻子含油量十分高,但因为蓖麻本身含有毒性,才无法将其榨出食用油使用。
在工业文明发展起来之前,蓖麻的价值一直都不高,但随着科技的发展,科学家们渐渐发现了蓖麻的其他特性。
于是这种在我国南方农村野蛮生长的植物,竟然被美国列为战略物质,并且将蓖麻相关的研究列为国家机密,这究竟是怎么一回事呢,然我们一起了解看看吧。
蓖麻的价值
蓖麻的原产地是在非洲埃及,然后随着地域间的交流和沟通,渐渐被带到印度、泰国、巴西、美国等地,后来中国才从印度将蓖麻带到本土。
只说蓖麻这个名字相信很多人都无法第一时间想起这个作物的模样,它的外观很有特色,叶子像五指毛桃,植株的整体模样既有点像木瓜,又有点像灌木。茎干是绿色或红色,有时候叶子也会呈暗红色,长出来的果实很像水果红毛丹,覆盖着一层细软的尖刺组织。
蓖麻果实中一般有3~5颗蓖麻子,蓖麻子实际是它的种子,上面覆盖着奇怪的黑白花纹。蓖麻子的含油量很高,当初蓖麻之所以会被引进中国,就是因为它种子中蕴含着的油脂。在油脂十分缺乏的古代,所有能产油的作物都会受到重视,不仅仅是蓖麻,还有油茶树、菜籽、花生都是如此。
比较可惜的是,蓖麻植株内蕴含着大量的有蓖麻毒蛋白,只有在彻底加热让蓖麻毒蛋白变性后才能避免中毒。平时直接服用过量蓖麻子会中毒死亡,喝蓖麻油会腹泻,甚至蓖麻的分泌液接触到皮肤后还会引发皮肤炎。
在古代,因为油脂相当珍贵,所以也有不少人将蓖麻油当成食用油使用,这种行为十分危险,直到近代才被改正过来。
所以古时候,蓖麻的价值就仅限于当作泻药使用。但是到了现代,油脂的作用再也不是仅限于食用,许多工业生产中也需要使用大量的油脂。
我们知道,大多数油脂会在低温中凝结,最常见的就是猪油,在常温下都会凝成乳白色的固体,在低温状态中大多数油脂都无法保持原本的性质。
在工业中,油脂的重要用途之一就是为运转的机器进行润滑,如果没有润滑油的发明,现代工业生产的机器都会在短时间内磨损报废。但是一些机器在冰冻环境中运行时,负责润滑的油脂会因为冰点太高,失去其应有的润滑作用。
蓖麻油的冰点是零下18摄氏度,也就是说,即便低于零度它依旧能保持液态,而且它的闪点高达摄氏度,所以它同时拥有耐寒和不易燃的属性,十分适合用于一些需要在低温环境运行的同时还会产生高温的机器。
比如汽车,在冬天经常会打不着火,这就是发动机的润滑油凝固了,导致发动机的启动阻力增大,如果换成蓖麻油润滑,就能轻松打着火,而且发动机运作后产生的高温也不会将蓖麻油点燃。所以在二战时期,蓖麻油一直都是内燃机的主要润滑油。
为何蓖麻油会被美国列为战略物资?
前文也说到过,蓖麻油曾经是内燃机的主要润滑油,而在二战时期,内燃机不仅仅是运用在汽车之中,坦克、飞机、甚至舰船,统统都是使用内燃机发动。
在百多年前战争不断的那个年代,任何与战争相关的紧缺物资,都会成为战略物资。而且蓖麻油的来源主要来自蓖麻的种子,作为一种生物物资,在战争年代中它的产量十分容易受到影响,毕竟兵荒马乱的时候大家都想着如何活下去,应该没有谁会想要种地赚钱。
产量下降了,自然需要想办法补充,将其列为战略物资就可以最大限度保证蓖麻的产量,还能限制蓖麻的出口让敌人的内燃机没有优秀的润滑油使用。
当然今时今日蓖麻油再也不是内燃机的润滑油了,已经被产量更稳定性能更优秀的矿物机油所替代了。但在工业中依旧有不少地方会将它作为润滑油、刹车液、机油等等用途。
按理说此时的蓖麻油应该失去战略物资的身份,但是一项新发现让美国更加重视蓖麻油的价值了。
在研究中,科学家们发现蓖麻油的主要成分是蓖麻子油酸,占蓖麻油成分的80%~85%,蓖麻子油酸是一种不饱和的脂肪酸同时也是一种羟基酸。
蓖麻油独特的物理性质就是由它形成的,科学家们发现蓖麻油如果与酒精融合,就能轻易产生出一种生物质的燃料。
作为燃料,这种蓖麻油混合物的燃烧效率十分接近汽油和柴油,更厉害的是,这种蓖麻燃油的充分燃烧程度远超于石油和柴油。
换言之,就是这种生物质燃料产生的尾气更少,经过检测,污染环境的尾气排放量比汽油要减少90%。如果能够大量生产这种燃油,一直困扰着我们的发动机尾气污染问题,将能得到很大程度的解决。
除此以外,大部分化石燃料是不可再生能源,用一点就少一点,从上个世纪人类大量使用化石燃料推动内燃机的运作,推动社会发展的进程开始,至今人类已经对原油、煤炭等化石能源大规模开采了上百年。
早在上世纪九十年代就有科学家开始警告地球的石油和煤炭储备即将枯竭,提醒人类要尽早找到化石能源的替代品。
但三十年过去了,人类不仅没有找到替代品,此时此刻社会的基石依旧是化石能源,而且随着社会发展、人口的增加,需要使用能源的地方越来越多,人类对化石能源的消耗速度也越来越快。
不仅如此,科学家们预计,在年全球的能源需求量还会比现在增加60%。消耗速度加快的同时,化石能源的储量却没有任何增加。虽然早在几十年前就有人预测石油要枯竭,而直到现在也还没有枯竭的迹象,但这其实是得益于开采技术的提升,才让我们有办法开采到更多的化石能源,而不是能源本身的数量有所增加。
在这种可能性之下,有希望替代石油的蓖麻油,自然就成为了科学家们研究的绝对重点,它的优点只有两个,一个是前文说的燃烧充分,污染小;另一个就是可再生。
种植蓖麻只需要使用含有氮磷钾的复合肥,就能将这些元素转化为生物油脂,而酒精乙醇也很容易获得,可以直接使用工业手段制作,也可以通过生物发酵的方法生产,同样是一种可再生的物质。
如果蓖麻油真的能替代化石能源,我们就不难理解为何美国会将蓖麻列为战略物资和国家机密了。
蓖麻油转化为生物柴油的难点
蓖麻油最大的问题就是,它的产量很低。开采一个油井,就能在24小时内不间断地产出数以万吨计的石油。而蓖麻油来自于蓖麻的和种子,需要将种子、灌溉、采摘、压榨等等复杂的工序,一公顷蓖麻的产量也并不高。
在作物杂交改良技术成型之前,一公顷蓖麻才能生产出公斤的蓖麻子,转化为油脂可能就只剩公斤都不到了,并且蓖麻需要5~7个月的生长周期时间,时间实在是不短。
经过物种杂交改良后,现在的蓖麻产量最高可以达到~公斤每公顷,虽然产量提升了十倍,但依旧无法无法与石油的产量相提并论,想要用蓖麻油完全替代石油,可能我们需要将整个地球表面都种满蓖麻吧。
未来的能源发展
受限于蓖麻的产量,我们无法拿蓖麻油来替代石油,毕竟地球的土地还需要种植大量粮食来满足70亿人口的粮食需求。
但蓖麻作为生物能源,对世界的改变并不是毫无意义的。现在困扰着我们的能源问题,也许现在无法解决,但随着世界的推移,在未来更加先进的科技帮助下,肯定还是有希望解决这个问题的。
我们可以想办法研究出能更加容易养活的蓖麻,进一步增加蓖麻的产量,以达到提升蓖麻油产量的效果。
另外,还可以通过改变发动机的设计,进一步提升蓖麻油的燃烧效率,减少油量消耗,同样可以弥补蓖麻油产量不足的问题。
最后,看上去能源好像无穷无尽了,实际上对能源的利用方式还是没有任何变化。生物能源实际并不能作为能源危机的最终解,因为虽然从利用不可再生的化石能源转变为可再生的生物能源,只有类似可控核聚变或戴森球等能源利用方式的改变,才有可能真正解决现在的能源危机问题。
可控核聚变实际上是简单地将物质中蕴藏着的能量释放出出来,而戴森球实际上也是利用太阳这个稳定核聚变反应堆释放出来的能量。
这些能量实际上是直接来源于物质,只要宇宙中还有物质,就不会有能源枯竭的可能,这远比利用石油或者蓖麻油中的化学能要直接和方便。
结语
从蓖麻油的利用和研究中,我们可以看到,科学家们正在为了地球的未来正在想尽一切办法。任何有可能改变现状的方法,都有人在思考和研究。蓖麻油也许不能终止能源危机,但它的存在一定可以减缓能源枯竭到来的速度。
如果没有石油或者蓖麻油的存在,也许我们依旧可以在地球上生存,但是人类文明将无法继续往前再进一步,这将是全人类都无法接受的后果。