Hvorfor analyse af FAME-sammensætning er vigtig
Den specifikke blanding af individuelle estere i et givet parti bestemmes af råstoffets fedtsyreprofil, og denne sammensætning har målbare konsekvenser for brændstofegenskaber, herunder skypunkt og viskositet. Estersammensætning kan understøtte vurderinger af kuldeflydningsadfærd, som stadig kræver relevant produktafprøvning, og råstofkarakteristika påvirker ligeledes cetantal, om end kilderne ikke beskriver et direkte prædiktivt forhold baseret på estersammensætning alene. Kendskab til hvilke estere der er til stede, og i hvilke andele, hjælper operatører med at forudse, hvordan et givet parti vil opføre sig under oplagring og i drift, og understøtter den kvalitetstestningsordning, der kræves inden indblanding.
Principper for gaskromatografi til FAME-analyse
Gaskromatografi (GC) adskiller blandingskomponenter primært efter kogepunkt og efter den strukturelle polaritet af individuelle molekyler, efterhånden som disse interagerer med den stationære fase inde i en kapillærkolonne. Forbindelser producerer kromatografiske toppe ved retentionstider, der afhænger af metodebetingelserne. Kvantificering kræver metodens kalibrering og responsbehandling, et toppeareal er ikke automatisk en masseprocent. I komplekse blandinger kan forbindelser med lignende egenskaber overlappe, men for de fleste FAME-profiler kan de vigtigste individuelle estere adskilles og kvantificeres. Større molekyler udviser generelt længere retentionstider, om end polaritet også spiller en rolle. De specifikke instrumentindstillinger og kolonneparametre for enhver godkendt metode er defineret i den relevante publicerede standard, og analytikere bør følge disse procedurer.
Valg af den rette standard til den rette måling
Glyceroloverensstemmelse og FAME-sammensætning er to forskellige analytiske spørgsmål. ASTM D6584 er knyttet til måling af frit glycerol og glycerider samt beregning af totalt glycerol til kvalitetskontrol af biodiesel. Den bør ikke præsenteres som en generel måling af det samlede esterindhold eller den komplette individuelle FAME-profil. En sammensætningsmetode karakteriserer derimod de individuelle estere, der er til stede, mens en esterindholdsmetode har sin egen definerede måleværdi og kalibrering. Analytikeren skal vælge den metode, der faktisk besvarer spørgsmålet, ét GC-resultat kan ikke automatisk fastslå alle tre.
Overvejelser vedrørende prøveforberedelse
Til GC-analyse af biodiesel opløses prøver typisk i lav koncentration i et organisk opløsningsmiddel inden injektion. Når analysen er rettet mod glycerol og partielle glycerider, som i ASTM D6584 — er derivatisering med et silylerende reagens påkrævet, fordi glycerol samt mono- og diacylglyceroler indeholder frie hydroxylgrupper, der giver dårlig GC-ydeevne uden det, derivatisering forbedrer adskillelse og topform for disse forbindelser. De specifikke procedurer, reagensidentiteter, koncentrationer og injektionsparametre for enhver godkendt metode er defineret i den relevante publicerede standard, og analytikere bør følge disse publicerede procedurer frem for uformelle tilpasninger. Vejledning i instrumentbetjening gives ligeledes af instrumentproducenter.
Fortolkning af resultater og relevans for operatører
AFDC's websted opsummerer udvalgte ASTM D6751 B100-specifikationsgrænser. NREL's vejledning om håndtering og brug af biodiesel angiver, at B100 skal overholde disse ASTM D6751-krav inden indblanding. Disse omfatter bl.a. totalt glycerol (0,240 % masse, maks.), frit glycerol (0,020 % masse, maks.), cetantal (45, min.), syreantal (0,50 mg KOH/g, maks.) og destillation T90 (360 °C, maks., atmosfærisk ækvivalenttemperatur). Skypunkt skal rapporteres, men er ikke underlagt en fast numerisk grænse i henhold til D6751. FAME-sammensætningsdata er særlig relevant for skypunkt: højere mætningsgrad i råstoffet fører typisk til højere skypunkter, fordi mættede methylestere størkner ved højere temperaturer end umættede. Kendskab til esterprofilen hjælper producenter med at vurdere dette kuldeoperabilitetsproblem, inden den endelige egenskabsafprøvning bekræfter det.
Sikkerhedshensyn på det analytiske laboratorium
Laboratorier inden for biodieselproduktion og kvalitetskontrol håndterer farlige materialer, herunder methanol og stærke basekatalysatorer. Methanol kan optages gennem hudkontakt og forårsage alvorlig forgiftning, stærke baser og syrer kan forårsage forbrændinger eller øjenskader. Hvor den amerikanske OSHA-laboratoriestandard finder anvendelse, kræver den en plan for kemisk hygiejne, der dækker generelle sikkerhedsprocedurer, ventilationskrav og udpegede ansvarlige medarbejdere. Farer skal mærkes, og sikkerhedsdatablade skal stilles til rådighed for medarbejderne. Kemikalier anvendt ved prøveforberedelse skal håndteres i overensstemmelse med facilitetens plan for kemisk hygiejne og gældende sikkerhedsdatablade.