{"id":5878,"date":"2023-12-19T11:17:09","date_gmt":"2023-12-19T11:17:09","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=5878"},"modified":"2024-06-25T15:49:12","modified_gmt":"2024-06-25T15:49:12","slug":"etanolo-biocarburante-zolfo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/12\/19\/etanolo-biocarburante-zolfo\/","title":{"rendered":"Etanolo come carburante e additivo: analisi dello zolfo"},"content":{"rendered":"\n

Il termine “bioetanolo<\/strong>” si riferisce all’etanolo utilizzato come carburante o additivo<\/strong>, derivante principalmente da zucchero, amido o lignocellulose<\/strong>. Lo zucchero viene fermentato direttamente mentre l’amido e la cellulosa (polisaccaridi) richiedono processi aggiuntivi come l\u2019idrolisi enzimatica per essere scomposti in molecole di zucchero pi\u00f9 piccole.<\/p>\n\n\n\n

Come viene prodotto il bioetanolo<\/h2>\n\n\n\n

Originariamente come materia prima per il bioetanolo<\/strong> veniva utilizzata solo zucchero e amido provenienti da colture alimentari, come barbabietola e canna da zucchero. Con l\u2019aumento della richiesta per\u00f2 c\u2019era il rischio di concorrenza con il settore alimentare e quindi si sono sviluppati nuovi processi di produzione basati su materie prime non alimentari, come biomasse provenienti dal settore agricolo o dall\u2019industria cartaria o del legname<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Questo approccio per\u00f2 non garantiva comunque la non concorrenzialit\u00e0 con il settore agricolo e quindi si \u00e8 sviluppata una terza generazione di produzione dei biocarburanti<\/strong> basati su prodotti non alimentari coltivati in zone dove l\u2019agricoltura non \u00e8 possibile. Un esempio sono i reattori di microalghe<\/strong>, progettati appositamente per garantire la massima resa nella produzione di amido e quindi etanolo. In questo modo la prossima generazione di carburanti verdi e sostenibili contribuir\u00e0 a ridurre le emissioni di CO2 in modo sostanziale<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

L’etanolo nel carburante delle auto<\/h2>\n\n\n\n

Infatti l\u2019utilizzo di etanolo nel carburante<\/strong> permette in modo semplice e rapido di ridurre l\u2019impronta di CO2. L\u2019aggiunta nel carburante tradizionale pu\u00f2 essere di diverse percentuali<\/strong> e la miscela viene identificata proprio con il rapporto tra l\u2019alcool aggiunto in vol-%. Da qui le etichettature E5, E10, E15 fino ad arrivare a E100<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Le auto comuni sono in grado di utilizzare carburanti fino ad E10<\/strong>, mentre per utilizzare percentuali maggiori sono necessari veicoli studiati appositamente.<\/p>\n\n\n\n

Oltre alla produzione di carburante, l\u2019etanolo pu\u00f2 essere utilizzato in molti altri modi<\/strong>: nella produzione alimentare, come bevanda o esaltatore di sapidit\u00e0 o come ingrediente in prodotti farmaceutici e agenti disinfettanti. Nei cosmetici <\/strong>invece viene utilizzato come supporto e solvente per creme e profumi, viene anche utilizzato come detergente, antigelo e prodotti per la pulizia, nonch\u00e9 nella produzione di vernici e resine. \u00c8 davvero un prodotto dai molteplici utilizzi.<\/p>\n\n\n\n

Il monitoraggio del contenuto di Zolfo nell’etanolo<\/h2>\n\n\n\n

Un parametro importante nella caratterizzazione del biocarburante \u00e8 sicuramente il contenuto di Zolfo<\/strong> nell\u2019etanolo di partenza. Questo, infatti, quando viene utilizzato come componente di una miscela di carburante ossigenato pu\u00f2 contribuire alla formazione di SO2 e quindi all\u2019inquinamento atmosferico.<\/p>\n\n\n\n

Anche nei carburanti tradizionali il contenuto di zolfo \u00e8 costantemente monitorato<\/strong> e i limiti consentiti sono piuttosto bassi. L\u2019etanolo \u00e8 una materia prima piuttosto pura e all\u2019interno sono presenti concentrazioni di zolfo solitamente inferiori a 1 ppm. Considerando questo dato di partenza, in aggiunta alla diluzione dovuta al carburante tradizionale e all\u2019elevato contenuto di Ossigeno \u00e8 necessario una tecnica analitica molto stabile e performante. Il contenuto di zolfo nel campione finale, infatti, potrebbe contenere una concentrazione di zolfo dell\u2019ordine dei sub-ng.<\/p>\n\n\n\n

La determinazione tramite analisi in combustione con rilevamento in fluorescenza UV<\/strong> \u00e8 sicuramente la pi\u00f9 performante, come descritto nelle norme di riferimento ASTM D5453, DIN EN ISO 20846 o DIN EN 15486.<\/p>\n\n\n\n

Il procedimento<\/h2>\n\n\n\n

Sono stati analizzati 4 campioni di alcol di diversa gradazione, due di etanolo e due di metanolo. La calibrazione \u00e8 stata eseguita con standard di zolfo a base di dibenzotiofene con contenuto variabile da 0.1 a 10mg\/l. Nella Figura 1 \u00e8 riportata la curva di calibrazione per l’intervallo ultra-traccia e i relativi dati sulle prestazioni.<\/p>\n\n\n\n

I campioni e gli standard sono stati analizzati direttamente senza pretrattamento del campione.<\/p>\n\n\n\n

Per questa determinazione analitica \u00e8 stato utilizzato l\u2019EA5100 di Analytik Jena<\/a> in modalit\u00e0 verticale, con detector HiPerSens UVFD per la determinazione dello zolfo e autocampionatore multi-matrix (consente l’iniezione completamente automatizzata dei campioni liquidi mediante l’ausilio di una siringa). Sia per i campioni che per gli standard \u00e8 stato iniettato un volume di 40 \u00b5L. Qualora necessario il campionatore pu\u00f2 essere raffreddato per evitare un’evaporazione troppo precoce, che potrebbe provocare la perdita del campione o una combustione vigorosa. La digestione del campione avviene tramite combustione ad alta temperatura priva di catalizzatore in un tubo di quarzo. La reazione avviene in due fasi completamente gestite dallo strumento in autonomia.<\/p>\n\n\n\n

Nella prima fase, i componenti volatili del campione vengono evaporati in un flusso di gas inerte (pirolisi del campione). Nella seconda fase avviene la combustione dei prodotti gassosi che si formano in un’atmosfera ricca di ossigeno. In questa fase sia i componenti pi\u00f9 pesanti e non volatili del campione che i prodotti di pirolisi formatisi vengono ossidati quantitativamente con ossigeno puro. Il sistema di protezione automatica e l’essiccatore ad alte prestazioni garantiscono la massima sicurezza operativa, nonch\u00e9 un trasferimento rapido e completo della SO2 formata al rilevatore a fluorescenza UV senza perdite o condensa. Il multi EA 5100 consente un limite di rilevamento pari a 5 \u03bcg\/L S.<\/p>\n\n\n\n

I parametri del metodo sono riepilogati nella Tabelle sottostanti.<\/p>\n\n\n\n

Tabella 1 – Parametri analitici multiEA5100<\/td><\/tr>
Parametro <\/strong><\/td>Valore<\/strong><\/td><\/tr>

Temperatura del forno<\/p> <\/td>

1050\u00b0C<\/td><\/tr>

Modalit\u00e0 <\/p> <\/td>

Verticale<\/td><\/tr>

Flusso di Argon<\/p> <\/td>

150 ml\/min<\/td><\/tr>
Flusso principale di ossigeno<\/td>

200ml\/min<\/p> <\/td><\/tr>

Flusso di ossigeno seconda combustione<\/td>

150ml\/min<\/p> <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tabella 2 – Contenuti di Zolfo degli standard e dei campioni analizzati<\/td><\/tr>
Campione<\/strong><\/td>cs<\/sub> \u00b1 SD (mg\/L)<\/strong><\/td>RSD %<\/strong><\/td><\/tr>
Etanolo 1<\/td>2.61\u00b10.01<\/td>0.26<\/td><\/tr>
Etanolo 2<\/td>5.49\u00b10.16<\/td>2.01<\/td><\/tr>
Metanolo 1<\/td>0.90\u00b10.02<\/td>1.86<\/td><\/tr>
Metanolo 2<\/td>0.85\u00b10.01<\/td>1.74<\/td><\/tr>
Standard 1.10mg\/L S<\/td>1.15\u00b10.01<\/td>1.05<\/td><\/tr>
Standard 5.00 mg\/L S<\/td>5.06\u00b10.02<\/td>0.45<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Risultati<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

I risultati ottenuti sono riportati in Tabella 2. Si tratta di valori medi di tre repliche. I campioni di metanolo ed etanolo sono stati analizzati facilmente senza alcun problema. L’elevata ripetibilit\u00e0 \u00e8 confermata dai bassi valori RSD confermando l\u2019elevata affidabilit\u00e0 dell\u2019analisi diretta e rapida delle tracce di zolfo in un alcool ultrapuro leggero e volatile. Soprattutto per i contenuti di zolfo prossimi al limite di quantificazione in idrocarburi molto volatili come il metanolo, l’opzione di raffreddamento per l’introduzione del campione rappresenta un vantaggio essenziale per garantire risultati affidabili indipendentemente dalla volatilit\u00e0 della matrice. L’ottimizzazione automatica del processo di combustione crea condizioni di reazione ideali per qualsiasi matrice organica, evitando la combustione incompleta e la contaminazione del sistema.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L’utilizzo di etanolo nel carburante permette di ridurre l\u2019impronta di CO2. L\u2019aggiunta nel carburante tradizionale pu\u00f2 essere di diverse percentuali.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":5885,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[438,60],"tags":[379],"yoast_head":"\nEtanolo come carburante e additivo: analisi dello zolfo - FKV<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"L'utilizzo di etanolo nel carburante permette di ridurre l\u2019impronta di CO2. 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