I carburanti possono incorporare tracce di acqua durante il processo di produzione, durante il trasporto e durante lo stoccaggio. Un eccesso di acqua nei carburanti comporta diversi problemi. Ad esempio, un elevato contenuto di acqua nel gasolio favorisce la crescita biologica nei serbatoi di stoccaggio, il che potrebbe portare alla corrosione dei metalli e alla formazione di fanghi e biofilm. Ciò a sua volta intasa i filtri nei sistemi di alimentazione e provoca danni ai motori diesel.
Le specifiche standard per la qualità del gasolio includono più parametri, ma l'acqua disciolta è il fattore di rischio più grande. Secondo il Comitato europeo di normazione, la quantità massima accettabile di acqua nel gasolio per la commercializzazione è di 200 mg/L (ppm) (EN 590). Di solito, questo viene determinato dalla titolazione Karl Fischer (KF), ma questo metodo richiede sostanze chimiche e richiede circa cinque minuti per essere eseguito. Questa nota applicativa descrive come la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) sia un'alternativa più rapida ed economica alla titolazione KF per la previsione del contenuto di acqua nel gasolio.
Campioni di gasolio con contenuto d'acqua variabile (da 66 a 362 mg/L) sono stati misurati con un analizzatore OMNIS NIR Liquid in modalità di trasmissione (1000–2250 nm). L'acquisizione riproducibile dello spettro è stata ottenuta utilizzando il controllo della temperatura integrato. Per comodità, sono state utilizzate fiale monouso con una lunghezza del percorso di 8 mm, il che ha reso superflua la pulizia dei contenitori del campione. Il software OMNIS è stato utilizzato per tutti gli sviluppi di acquisizione dati e modello di previsione.
| Strumento | Article number |
|---|---|
| OMNIS NIR Analyzer Liquid | 2.1070.0010 |
| Holder OMNIS NIR, vial, 8 mm | 6.07401.070 |
| Disposable vial, 8 mm, transmission | 6.7402.240 |
| OMNIS Stand-Alone license | 6.06003.010 |
| Quant Development software license | 6.06008.002 |
Gli spettri NIR (Figura 2), insieme ai corrispondenti valori di riferimento, sono stati utilizzati per creare un modello di previsione per la quantificazione del contenuto di umidità nei campioni di gasolio. La qualità del modello di previsione è stata valutata utilizzando il diagramma di correlazione mostrato nella Figura 3 che mostra una correlazione molto elevata tra la previsione NIR e i valori misurati del contenuto di acqua utilizzando la titolazione KF (valori di riferimento). Le rispettive cifre di merito (FOM) mostrano la precisione prevista di una previsione durante l'analisi di routine.
| R2 | SEC (mg/L) | SECV (mg/L) |
|---|---|---|
| 0.957 | 12 | 17 |
Questa nota applicativa dimostra la fattibilità di determinare un parametro chiave per il controllo di qualità del gasolio, ovvero il contenuto di acqua, con la spettroscopia NIR. I principali vantaggi della spettroscopia NIR rispetto ai metodi chimici umidi come la titolazione KF sono che i costi di gestione sono significativamente inferiori e il tempo per ottenere il risultato è significativamente ridotto a pochi secondi. Inoltre, non sono richiesti prodotti chimici e la tecnica non è distruttiva per i campioni.
| Parametro | Metodo | tempo necessario |
|---|---|---|
| Acqua | Karl Fischer titration | ∼ 5 minuti |
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Internal reference: AW NIR CH-0064-112021