Quality Control of Diesel

Význam tématu

Analýza klíčových parametrů kvality nafty je zásadní pro zajištění optimálního spalování, snížení emisí a ochrany motorů. Cetanové číslo, bod vzplanutí, CFPP, destilační teplota D95 a viskozita patří mezi nejdůležitější ukazatele, jejichž rychlé a spolehlivé stanovení je nezbytné pro průmyslové i laboratorní kontroly.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je ukázat, že viditelně-NIR spektroskopie na přístroji XDS RapidLiquid Analyzer umožňuje současné stanovení pěti parametrů nafty ve více než minutové analýze bez přípravy vzorku. Výsledky jsou porovnávány s referenčními metodami dle norem ASTM a ISO.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda: Vis-NIR spektroskopie v rozsahu 400–2500 nm v transmisním režimu
• Teplota vzorku: 30 °C uvnitř řízené komor
• Vzorkovací buňky: jednorázové skleněné vialky o tloušťce 8 mm
• Přístroj: XDS RapidLiquid Analyzer (Metrohm, kód 2.921.1410)
• Software: Vision Air Complete (Metrohm, kód 6.6072.208) pro akvizici dat a vývoj predikčních modelů

Hlavní výsledky a diskuse

• Cetanový index: R² = 0,991, chyba křížové validace 0,143
• Bod vzplanutí: R² = 0,977, chyba křížové validace 2,50 °C
• CFPP: R² = 0,973, chyba křížové validace 2,24 °C
• D95 (95 % destilace): R² = 0,861, chyba křížové validace 3,47 °C
• Viskozita při 40 °C: R² = 0,983, chyba křížové validace 0,047 cSt

Modely pro cetanový index a viskozitu dosahují vynikající přesnosti, zatímco destilační parametr D95 vykazuje nejnižší robustnost a vyžaduje další optimalizaci kalibrace.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádná příprava vzorku ani chemikálie
• Analýza < 1 minuty na vzorek
• Současné stanovení pěti parametrů z jednoho měření
• Snížení nákladů na čas a spotřební materiál
• Zvýšení throughput a rychlejší rozhodování v QA/QC procesech

Budoucí trendy a možnosti využití

• Inline a online monitoring kvality paliva v reálném čase
• Rozšíření modelů o biokomponenty a další přídatné látky
• Využití strojového učení pro adaptivní kalibrace
• Automatizace rutinních měření v průmyslových provozech

Závěr

Viditelně-NIR spektroskopie na přístroji XDS RapidLiquid Analyzer se jeví jako efektivní a ekonomická alternativa k tradičním metodám stanovení klíčových parametrů nafty. Díky rychlé analýze bez přípravy vzorku lze metodu snadno integrovat do rutinní kontroly kvality.

Reference

• Metrohm AG. AN-NIR-080 Quality Control of Diesel: Fast and straightforward determination of cetane index, flash point, CFPP, D95, and viscosity with NIRS.
• ASTM D613-18. Standard Test Method for Cetane Number of Diesel Fuel Oil.
• ASTM D56-18. Standard Test Method for Flash Point by Tag Closed Cup Tester.
• ASTM D6371-18. Standard Test Method for Determination of Cold Filter Plugging Point (CFPP) of Distillate Fuels.
• ISO 3405:1998. Petroleum products — Determination of distillation characteristics at atmospheric pressure.
• ISO 3104:2020. Petroleum products — Transparent and opaque liquids — Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity.