Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und Zwischendestillaten mittels Flüssigszintillationsmethode nach DIN 51637

Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und Zwischendestillaten mittels Flüssigszintillationsmethode nach DIN 51637

Die DIN-Norm „DIN 51637 Flüssige Erdölprodukte – Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und mittleren Destillaten mittels Flüssigszintillationsmethode“ beschreibt ein Verfahren zur direkten Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in hydriertem Pflanzenöl (HVO) in gängigen Dieselkraftstoffen mittels Flüssigszintillationsmethode. Da der Gesamtgehalt sowohl von biobasiertem hydriertem Pflanzenöl (HVO) als auch von im Dieselkraftstoff enthaltenem Biodiesel (Fettsäuremethylester, FAME) stammen kann, wird der FAME-Gehalt separat mittels Infrarotspektrometrie nach DIN EN 14078 bestimmt, um anschließend den Gehalt an biobasiertem HVO durch Subtraktion/Berechnung zu ermitteln.

Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und Zwischendestillaten mittels Flüssigszintillationsmethode nach DIN 51637

Die Norm DIN 51637 enthält ein präzises Prüfverfahren zur Messung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und verwandten Produkten. Diese Norm trägt dem wachsenden Bedarf Rechnung, den Anteil erneuerbarer Rohstoffe in Kraftstoffen im Zuge der Beimischungsvorschriften für Biokraftstoffe nachzuweisen.

Hauptzweck der Norm DIN 51637 ist es, die direkte Messung biobasierter Komponenten, insbesondere hydrierter Pflanzenöle (erneuerbarer Diesel), in konventionellen, aus Erdöl gewonnenen Dieselkraftstoffen und deren Zwischendestillaten zu ermöglichen.

Hydriertes Pflanzenöl ist ein leicht einsetzbarer Biokraftstoff, der durch Hydrierung pflanzlicher oder tierischer Fette hergestellt wird und eine Kohlenwasserstoffstruktur aufweist, die nahezu identisch mit der von fossilem Diesel ist. Im Gegensatz zu herkömmlichem Biodiesel (Fettsäuremethylester oder FAME) enthält hydriertes Pflanzenöl keinen Sauerstoff und lässt sich problemlos mischen. Diese Ähnlichkeit erschwert jedoch die Unterscheidung von fossilen Brennstoffen mittels herkömmlicher chemischer Analysen.

Die Norm DIN 51637 gilt für im Handel erhältliche Dieselkraftstoffe, die Biokomponenten wie HVO enthalten, und gewährleistet die ordnungsgemäße Rückverfolgbarkeit und die Einhaltung der Nachhaltigkeitsvorschriften.

Die Norm DIN 51637 verwendet die Flüssigszintillationszählung, eine radiometrische Technik zur Messung des Kohlenstoff-14-Isotopengehalts, als Prüfverfahren.

Da fossile Brennstoffe Millionen Jahre alt sind, sind die darin enthaltenen Kohlenstoff-14-Isotope vollständig zerfallen. Biologisch gewonnene Materialien (solche, die aus heutigen Pflanzen oder Tieren stammen) enthalten Kohlenstoff-14-Isotope in heutigen Konzentrationen, die auf die atmosphärische Absorption zurückzuführen sind. Höhere Kohlenstoff-14-Isotopenkonzentrationen weisen auf einen direkt biologischen Anteil hin.

Zu den Flüssigszintillationszählmethoden gehören folgende:

  • Die Brennstoffprobe wird direkt mit einem Szintillationscocktail vermischt (für viele Proben ist keine aufwendige Vorbereitung erforderlich).
  • Nachweis von Beta-Emissionen aus dem Zerfall des Kohlenstoff-14-Isotops mit Hilfe eines Flüssigszintillationszählers.
  • Berechnung des Gehalts an biologisch gewonnenen Kohlenwasserstoffen auf Basis von Kohlenstoff-14-Isotopenmessungen.

Dieser direkte Ansatz ist effizienter als Alternativen, die eine Verbrennung oder Graphitisierung erfordern.

Dieselkraftstoffe können sowohl hydriertes Pflanzenöl (HVO) als auch Biodiesel (FAME) enthalten. Beide tragen zum Kohlenstoffisotop 14 bei.

  • Dieser Standard verlangt die separate Bestimmung des FAME-Gehalts mittels Infrarotspektrometrie (nach DIN EN 14078).
  • Der Gehalt an biobasiertem hydriertem Pflanzenöl wird dann durch Subtraktion des FAME-Zusatzes berechnet.

Moderne Flüssigszintillationszähler können Löscheffekte (z. B. Farb- oder chemische Interferenzen) berücksichtigen, um genauere Ergebnisse zu erzielen.

Die Flüssigszintillationszählung ist eine hochempfindliche Analysemethode zur Messung der radioaktiven Aktivität von Proben, die niederenergetische Betateilchen (z. B. von Kohlenstoff-14-Isotopen) oder Alphateilchen aussenden. Sie gilt weithin als Standardmethode zur quantitativen Bestimmung niederenergetischer Radioisotope in Bereichen wie Umweltmonitoring, Biochemie, Radiokohlenstoffdatierung und Biokraftstoffanalyse (DIN 51637). Im Gegensatz zu anderen Detektoren, die die Ionisation direkt messen, wandelt die Flüssigszintillationszählung die Energie des radioaktiven Zerfalls in Lichtblitze (Szintillationen) um, die anschließend gezählt werden.

Die Norm DIN 51637 spielt eine entscheidende Rolle bei der Überprüfung des Biokraftstoffgehalts:

  • Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen (z. B. Anforderungen an erneuerbare Kraftstoffe in Europa).
  • Rückverfolgbarkeit bei nachhaltigem Flugkraftstoff und hydriertem Pflanzenöl (HVO).
  • Qualitätskontrolle des Kraftstoffgemisches.

Die von fortgeschrittenen Laboren angebotenen Tests werden im Allgemeinen mit ähnlichen Methoden durchgeführt, wie zum Beispiel der Norm EN 16640 (für breitere Biokraftstoffe) oder der Norm ASTM D6866 (unter Verwendung von Beschleuniger-Massenspektrometrie).

Im Zuge des Übergangs des Energiesektors zu kohlenstoffarmen Alternativen gewährleisten Normen wie DIN 51637 Transparenz und verhindern Greenwashing bei Kraftstoffangaben.

Hier sind einige Normen, die mit der DIN 51637-Norm verwandt sind:

  • Die Norm „EN 16640 Biobasierte Produkte - Biobasierter Kohlenstoffgehalt - Bestimmung des biobasierten Kohlenstoffgehalts mittels Radiokohlenstoffdatierung“ ist auf den biobasierten Kohlenstoffgehalt in verschiedenen Produkten anwendbar.
  • Der Standard „ASTM D6866 Standard test methods for determining the bio-based content of solid, liquid and gasous samples using radiocarbon analysis“ ist ein gleichwertiger Standard, der das Kohlenstoff-14-Isotop für den biobasierten Gehalt verwendet.
  • Die Norm „DIN EN 14078 Flüssige Erdölprodukte - Bestimmung des Fettsäuremethylester-(FAME)-Gehalts in Zwischendestillaten - Infrarotspektrometrie-Verfahren“ ist für die Bestimmung der FAME-Menge vorgesehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm DIN 51637 den globalen Übergang zu nachhaltigen Kraftstoffen unterstützt, indem sie ein robustes, wissenschaftlich fundiertes Instrument zur Bestimmung des Anteils erneuerbarer Kohlenwasserstoffe im Dieselkraftstoff bereitstellt.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 51637 „Flüssige Erdölprodukte – Bestimmung des Gehalts an biobasierten Kohlenwasserstoffen in Dieselkraftstoffen und mittleren Destillaten mittels Flüssigszintillationsmethode“ an.

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