Biocarburanti: analisi di Azoto, Zolfo e Cloro
I combustibili alternativi, sia ottenuti da fermentazioni di amidi e zuccheri che da oli vegetali, si stanno sviluppando in modo rapido, così come quelli ottenuti da biomasse e rifiuti ricchi di cellulosa.
Lo sviluppo di queste matrici come base dei carburanti comporta un interesse continuo nella determinazione di alcuni parametri potenzialmente pericolosi (in alcuni casi anche nocivi), che potrebbero svilupparsi nel processo industriale nel quale vengono utilizzati. Senza dubbio, tra quelli maggiormente monitorati ci sono azoto, zolfo e cloro, che vengono determinati nelle diverse fasi produttive in relazione anche al potenziale impatto ambientale e all’influenza che possono avere sul processo.
L’elevata varietà e variabilità dei materiali che costituiscono i biocarburanti presuppone un comportamento imprevedibile e poco standardizzabile nella prima fase analitica, nella quale è prevista la combustione del campione.
In molti casi è inoltre necessario studiare in modo approfondito il metodo di introduzione del campione nella fornace di combustione, al fine di evitare le frequenti manutenzioni, incombusti e formazione di fuliggine.
Con l’analizzatore elementare EA5100 questo non è necessario.
Analizzatore elementare di N, S e Cl
multiEA 5100 di Analytik Jena è l’analizzatore elementare di N, S e Cl che prevede la combustione del campione e la successiva determinazione con detector selettivo HiPerSens: CLD per Azoto, UV-FD per lo zolfo e una cella microcoulometrica per la determinazione del cloro. Il sistema è dotato di tecnologia “Double Furnace” con la flessibilità di lavorare in modalità sia verticale che orizzontale.
Nel caso dei biocarburanti, il sistema lavora in modalità orizzontale, accoppiato ad un campionatore: il sensore di fiamma garantisce un processo di combustione regolare e non necessita di ottimizzazioni specifiche per singola matrice.
Una volta caricato nella navicella, il campione viene introdotto nel forno di combustione ad elevata temperatura e senza catalizzatore. La combustione del campione avviene in 2 fasi, iniziando dall’evaporazione dei componenti volatili in un flusso di gas inerte seguita dalla combustione in atmosfera di ossigeno. Durante la fase ossidativa, il campione viene monitorato dal sensore di fiamma brevettato Analytik Jena, un sensore ottico che rileva la variazione di colore che avviene quando un campione inizia ad infiammarsi. Se viene registrata questa attività sulla superfice del campione la navicella inizia a rallentarsi, arrivando anche a fermarsi o a retrocedere qualora fosse necessario.
Finita la fase di combustione il campione viene trasferito al detector specifico per la determinazione.
I tempi di introduzione e combustione del campione vengono registrati dal sistema, con il fine di suggerire un programma da applicare ai campioni successivi in modo da ottimizzare il processo, garantendo sempre qualità analitica e migliori tempi di analisi. Il sistema di Auto-Protezione garantisce la massima sicurezza operativa e il trasferimento completo dell’acido cloridrico, il quale si forma nella cella ad alta sensibilità.
Dati Analitici
Sono stati analizzati alcuni biocarburanti di natura molto diversa per testare la validità analitica di questo unico metodo applicato a più matrici. I campioni sottoposti ad analisi sono stati diversi, sia materie prime sia prodotti finiti.
Con l’utilizzo del multiEA 5100 non è necessaria alcuna preparazione del campione e sia i liquidi che i solidi possono essere gestiti contestualmente e con un unico metodo analitico.
Nella tabella 1 sono riportati i risultati ottenuti sui diversi campioni e su alcuni standard di controllo per la determinazione di N, S, e Cl.
Il multi EA 5100 con tecnologia Flame Sensor facilita la combustione, che è ottimizzata in termini di tempo e matrice e assicura così un’analisi rapida e affidabile di matrici complesse come i biocarburanti.
