Moisture analysis of ethanol- hydrocarbon blends by Vis-NIR spectroscopy

Význam tématu

Obsah vody v palivech ovlivňuje korozní poškození nádrží a motorů, vznik mikrobiologického růstu a snížení životnosti komponent.

Cíle a přehled studie / článku

V této studii byla ověřena schopnost viditelné NIR spektroskopie kvantifikovat volnou vodu v ethanolu-petrochemických směsích jako rychlé alternativy k Coulometrické Karl Fischer titraci.

Použitá metodika a instrumentace

Pro vývoj kvantifikačního modelu bylo využito 51 vzorků s vlhkostmi 0,0026–1,2016 % (dle KF titrace). Spektra byla snímána v transmisním režimu na NIRS XDS RapidLiquid Analyzer v rozsahu 400–2500 nm při použití quartzových kyvet s dráhou 2 mm a analýza dat byla provedena v software Vision Air 2.0 Complete. K modelování byla použita metoda částečných nejmenších čtverců (PLS) se šesti latentními faktory.

Hlavní výsledky a diskuse

Vodu charakterizují absorpční pásy v regionech 1380–1670 nm a 1875–1990 nm. Model PLS dosáhl R2 = 0,999, SEC = 0,0097 %, SECV = 0,0116 % a SEP = 0,0120 %. Externí validace na čtyřech nových vzorcích ukázala shodu s KF titračními daty v rozmezí ± 0,01 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje bezkontaktní, rychlé a bezodpadové stanovení obsahu vody, snižuje dobu analýzy a náklady na provoz laboratoře. Je vhodná pro kontrolu surovin, monitorování výrobních procesů a konečnou kontrolu jakosti paliv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření do inline a on-line monitoringu, integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro multikomponentní analýzy, miniaturizace senzorů a začlenění do systémů Průmyslu 4.0 pro vzdálený dohled a prediktivní údržbu.

Závěr

Viditelná a blízká infračervená spektroskopie (Vis-NIR) prokázala spolehlivou a vysoce přesnou alternativu ke Karl Fischer titraci pro stanovení obsahu vody v ethanolu-petrochemických směsích, přičemž výrazně zrychluje analytický proces.

Reference

• [1] My Clean Diesel – Problém vody v palivu
• [2] My Clean Diesel – Řešení problému vody
• [3] ASTM D6304 – Stanovení vody v ropných produktech Coulometrickou KF titrací