Oznaczanie zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego w olejach napędowych i destylatach pośrednich metodą scyntylacji cieczowej zgodnie z normą DIN 51637

Norma Niemieckiego Instytutu Normalizacyjnego (DIN) „DIN 51637 Ciekłe produkty naftowe – Oznaczanie zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego w olejach napędowych i destylatach średnich metodą scyntylacji cieczowej” opisuje metodę bezpośredniego oznaczania zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego w uwodornionym oleju roślinnym (HVO) w powszechnie stosowanych olejach napędowych z wykorzystaniem scyntylacji cieczowej. Ponieważ całkowita zawartość może pochodzić zarówno z uwodornionego oleju roślinnego pochodzenia biologicznego (HVO), jak i z biodiesla (estru metylowego kwasów tłuszczowych, FAME) obecnego w oleju napędowym, zawartość FAME jest oznaczana oddzielnie za pomocą spektrometrii w podczerwieni zgodnie z normą DIN EN 14078, co umożliwia określenie zawartości HVO pochodzenia biologicznego poprzez odejmowanie/obliczanie.

Norma DIN 51637 zawiera precyzyjną metodę pomiaru zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego w olejach napędowych i produktach pokrewnych. Norma ta odpowiada na rosnącą potrzebę weryfikacji zawartości paliw odnawialnych w związku z wymogami dotyczącymi mieszania biopaliw.

Głównym celem normy DIN 51637 jest umożliwienie bezpośredniego pomiaru składników pochodzenia biologicznego, szczególnie uwodornionego oleju roślinnego (odnawialnego oleju napędowego), w konwencjonalnych olejach napędowych otrzymywanych z ropy naftowej oraz ich destylatach pośrednich.

Uwodorniony olej roślinny to łatwo przyswajalne biopaliwo, wytwarzane w procesie uwodornienia tłuszczów roślinnych lub zwierzęcych, o strukturze węglowodorowej niemal identycznej z paliwem kopalnym. W przeciwieństwie do konwencjonalnego biodiesla (estrów metylowych kwasów tłuszczowych, czyli FAME), uwodorniony olej roślinny nie zawiera tlenu i miesza się bezproblemowo bez żadnych ograniczeń. Jednak to podobieństwo utrudnia odróżnienie go od paliw kopalnych za pomocą konwencjonalnej analizy chemicznej.

Norma DIN 51637 dotyczy wprowadzanych do obrotu olejów napędowych zawierających biokomponenty, takie jak HVO, i zapewnia właściwą identyfikowalność oraz zgodność z przepisami dotyczącymi zrównoważonego rozwoju.

Norma DIN 51637 jako metodę badawczą stosuje scyntylację cieczową, technikę radiometryczną pozwalającą na pomiar zawartości izotopu węgla-14.

Ponieważ paliwa kopalne mają miliony lat, zawarte w nich izotopy węgla-14 uległy całkowitemu rozpadowi. Materiały pochodzenia biologicznego (pozyskiwane z obecnych roślin lub zwierząt) zawierają izotopy węgla-14 w obecnych stężeniach, wynikających z absorpcji atmosferycznej. Wyższe stężenia izotopów węgla-14 wskazują na frakcję bezpośrednio pochodzenia biologicznego.

Do metod scyntylacji cieczowej zalicza się:

• Próbka paliwa jest bezpośrednio mieszana z koktajlem scyntylacyjnym (w przypadku wielu próbek nie jest wymagane żadne skomplikowane przygotowanie).
• Wykrywanie emisji beta z rozpadu izotopu węgla-14 przy użyciu licznika scyntylacyjnego.
• Obliczanie zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego na podstawie pomiarów izotopu węgla-14.

To bezpośrednie podejście jest bardziej wydajne w porównaniu do alternatywnych metod wymagających wypalania lub grafityzacji.

Paliwo Diesel może zawierać zarówno uwodorniony olej roślinny (HVO), jak i biodiesel (FAME). Oba te składniki przyczyniają się do powstania izotopu węgla-14.

• Norma ta wymaga oddzielnego oznaczania zawartości FAME metodą spektrometrii w podczerwieni (zgodnie z normą DIN EN 14078).
• Zawartość uwodornionego oleju roślinnego pochodzenia biologicznego oblicza się następnie poprzez odjęcie dodatku FAME.

Zaawansowane urządzenia do zliczania scyntylacji cieczowej potrafią uwzględnić efekty wygaszania (np. interferencje koloru lub substancji chemicznych) w celu uzyskania dokładniejszych wyników.

Liczenie scyntylacyjne metodą ciekłokrystaliczną to wysoce czuła technika analityczna służąca do pomiaru aktywności radioaktywnej próbek emitujących niskoenergetyczne cząstki beta (np. z izotopów węgla C-14) lub cząstki alfa. Jest powszechnie akceptowaną standardową metodą ilościowego oznaczania niskoenergetycznych radioizotopów w takich dziedzinach jak monitoring środowiska, biochemia, datowanie radiowęglowe i analiza biopaliw (norma DIN 51637). W przeciwieństwie do innych detektorów, które bezpośrednio mierzą jonizację, liczenie scyntylacyjne metodą ciekłokrystaliczną przekształca energię rozpadu promieniotwórczego w błyski światła (scyntylacje), które następnie są zliczane.

Norma DIN 51637 odgrywa kluczową rolę w weryfikacji zawartości biopaliwa:

• Zgodność z przepisami prawnymi (np. wymaganiami dotyczącymi paliw odnawialnych w Europie).
• Identyfikowalność zrównoważonego paliwa lotniczego i uwodornionego oleju roślinnego (HVO).
• Kontrola jakości mieszanki paliwowej.

Badania oferowane przez zaawansowane laboratoria są na ogół przeprowadzane przy użyciu podobnych metod, takich jak norma EN 16640 (dla szerszego zakresu biopaliw) lub norma ASTM D6866 (z wykorzystaniem spektrometrii mas akceleratorowych).

W miarę jak sektor energetyczny przechodzi na alternatywne źródła energii o niskiej zawartości węgla, normy takie jak DIN 51637 zapewniają przejrzystość i zapobiegają greenwashingowi w oświadczeniach dotyczących zużycia paliwa.

Oto kilka norm powiązanych z normą DIN 51637:

• Norma „EN 16640 Produkty pochodzenia biologicznego — Zawartość węgla pochodzenia biologicznego — Oznaczanie zawartości węgla pochodzenia biologicznego metodą datowania radiowęglowego” ma zastosowanie do zawartości węgla pochodzenia biologicznego w różnych produktach.
• Norma „ASTM D6866 Standardowe metody badań do określania zawartości składników biologicznych w próbkach stałych, ciekłych i gazowych przy użyciu analizy radiowęglowej” jest równoważną normą, w której do oznaczania zawartości składników biologicznych stosuje się izotop węgla-14.
• Norma „DIN EN 14078 Ciekłe przetwory naftowe - Oznaczanie zawartości estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME) w destylatach pośrednich - Metoda spektrometrii w podczerwieni” jest przeznaczona do oznaczania ilości FAME.

Podsumowując, norma DIN 51637 wspiera globalne przejście na zrównoważone paliwa transportowe, ponieważ zapewnia solidne, oparte na dowodach naukowych narzędzie do określania ilości odnawialnych węglowodorów w oleju napędowym.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby klientów, oferując im zaawansowane usługi badawcze oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi badawcze dla przedsiębiorstw zgodnie z normą „DIN 51637 Ciekłe przetwory naftowe – Oznaczanie zawartości węglowodorów pochodzenia biologicznego w olejach napędowych i destylatach średnich metodą scyntylacji cieczowej”.