Stanovenie obsahu biologických uhľovodíkov v naftových palivách a medziproduktoch destilátov pomocou kvapalinovej scintilačnej metódy podľa DIN 51637

Norma Nemeckého inštitútu pre normalizáciu (DIN) „DIN 51637 Kvapalné ropné produkty – Stanovenie obsahu biouhľovodíkov v motorovej nafte a stredných destilátoch metódou kvapalnej scintilácie“ opisuje metódu priameho stanovenia obsahu biouhľovodíkov v hydrogenovanom rastlinnom oleji (HVO) v bežne používaných motorových naftách pomocou kvapalnej scintilácie. Keďže celkový obsah môže pochádzať z biohydrogenovaného rastlinného oleja (HVO) aj z bionafty (metylester mastných kyselín, FAME) prítomnej v motorovej nafte, obsah FAME sa stanovuje samostatne pomocou infračervenej spektrometrie podľa DIN EN 14078, takže obsah biouhľovodíkov je možné následne určiť odčítaním/výpočtom.

Norma DIN 51637 obsahuje presnú testovaciu metódu na meranie obsahu biouhľovodíkov v motorovej nafte a súvisiacich produktoch. Táto norma rieši rastúcu potrebu overovať obsah obnoviteľných zdrojov v palivách v rámci požiadaviek na miešanie biopalív.

Hlavným účelom normy DIN 51637 je umožniť priame meranie biokomponentov, najmä hydrogenovaného rastlinného oleja (obnoviteľnej nafty), v konvenčných naftových palivách získaných z ropy a ich medziproduktoch.

Hydrogenovaný rastlinný olej je ľahko použiteľné biopalivo vyrobené hydrogenáciou rastlinných alebo živočíšnych tukov, ktoré má uhľovodíkovú štruktúru takmer identickú s fosílnou naftou. Na rozdiel od konvenčnej bionafty (metylestery mastných kyselín alebo FAME) hydrogenovaný rastlinný olej neobsahuje kyslík a mieša sa bez problémov a bez obmedzení. Táto podobnosť však sťažuje jeho rozlíšenie od fosílnych palív pomocou konvenčnej chemickej analýzy.

Norma DIN 51637 sa vzťahuje na predávané motorové nafty obsahujúce biozložky, ako napríklad HVO, a zabezpečuje správnu sledovateľnosť a súlad s predpismi o udržateľnosti.

Norma DIN 51637 používa ako testovaciu metódu kvapalinové scintilačné počítanie, rádiometrickú techniku, ktorá meria obsah izotopov uhlíka-14.

Keďže fosílne palivá sú staré milióny rokov, izotopy uhlíka-14, ktoré obsahujú, sa úplne rozpadli. Biologicky odvodené materiály (tie, ktoré získavajú zo súčasných rastlín alebo živočíchov) obsahujú izotopy uhlíka-14 na moderných úrovniach, ktoré sú výsledkom absorpcie v atmosfére. Vyššie hladiny izotopov uhlíka-14 naznačujú priamo biologicky odvodenú frakciu.

Metódy počítania kvapalinovou scintiláciou zahŕňajú:

• Vzorka paliva sa priamo zmieša so scintilačným kokteilom (pre mnohé vzorky nie je potrebná žiadna zložitá príprava).
• Detekcia beta emisií z rozpadu izotopov uhlíka-14 pomocou kvapalinového scintilačného počítača.
• Výpočet obsahu biologicky odvodených uhľovodíkov na základe meraní izotopov uhlíka-14.

Tento priamy prístup je efektívnejší v porovnaní s alternatívami, ktoré vyžadujú vypaľovanie alebo grafitizáciu.

Naftové palivá môžu obsahovať hydrogenovaný rastlinný olej (HVO) aj bionaftu (FAME). Obe prispievajú k izotopu uhlíka-14.

• Táto norma vyžaduje samostatné stanovenie obsahu FAME pomocou infračervenej spektrometrie (podľa normy DIN EN 14078).
• Obsah hydrogenovaného rastlinného oleja na biobáze sa potom vypočíta odčítaním prísady FAME.

Pokročilé zariadenia na počítanie kvapalinovej scintilácie dokážu zohľadňovať efekty zhášania (napr. farebnú alebo chemickú interferenciu) a dosiahnuť presnejšie výsledky.

Kvapalinové scintilačné počítanie je vysoko citlivá analytická technika používaná na meranie rádioaktívnej aktivity vzoriek emitujúcich nízkoenergetické beta častice (napr. z izotopov uhlíka-14) alebo alfa častice. Je všeobecne akceptovaná ako štandardná metóda na kvantitatívne stanovenie nízkoenergetických rádioizotopov v oblastiach, ako je monitorovanie životného prostredia, biochémia, rádiokarbónové datovanie a analýza biopalív (norma DIN 51637). Na rozdiel od iných detektorov, ktoré priamo merajú ionizáciu, kvapalinové scintilačné počítanie premieňa energiu z rádioaktívneho rozpadu na svetelné záblesky (scintilácie), ktoré sa potom počítajú.

Norma DIN 51637 zohráva kľúčovú úlohu pri overovaní obsahu biopalív:

• Súlad s právnymi predpismi (napr. požiadavky na obnoviteľné palivá v Európe).
• Sledovateľnosť v udržateľnom leteckom palive a hydrogenovanom rastlinnom oleji (HVO).
• Kontrola kvality palivovej zmesi.

Testy ponúkané pokročilými laboratóriami sa vo všeobecnosti vykonávajú pomocou podobných metód, ako je norma EN 16640 (pre širšie biopalivá) alebo norma ASTM D6866 (s použitím urýchľovacej hmotnostnej spektrometrie).

Keďže energetický sektor prechádza na nízkouhlíkové alternatívy, normy ako DIN 51637 zabezpečujú transparentnosť a zabraňujú greenwashingu v tvrdeniach o palivách.

Tu je niekoľko noriem súvisiacich s normou DIN 51637:

• Norma „EN 16640 Bioprodukty – Obsah biouhlíka – Stanovenie obsahu biouhlíka rádiokarbónovou metódou“ sa vzťahuje na obsah biouhlíka v rôznych produktoch.
• Norma „ASTM D6866 Štandardné testovacie metódy na stanovenie biologického obsahu tuhých, kvapalných a plynných vzoriek pomocou rádiokarbónovej analýzy“ je ekvivalentná norma, ktorá používa izotop uhlíka-14 pre biologický obsah.
• Norma „DIN EN 14078 Kvapalné ropné produkty – Stanovenie obsahu metylesterov mastných kyselín (FAME) v medziproduktoch – Metóda infračervenej spektrometrie“ je určená na stanovenie množstva FAME.

Záverom možno povedať, že norma DIN 51637 podporuje globálny prechod na udržateľné dopravné palivá tým, že poskytuje robustný, vedecky podložený nástroj na určovanie množstva obnoviteľných uhľovodíkov v motorovej nafte.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby podnikom v súlade s normou „DIN 51637 Kvapalné ropné produkty – Stanovenie obsahu uhľovodíkov na biologickej báze v motorovej nafte a stredných destilátoch metódou kvapalnej scintilácie“.