Analysis of Denatured Fuel Ethanol with Brevis GC-2050 Using ASTM D5501

Význam tématu

Analýza denaturovaného palivového ethanolu je klíčová pro zajištění kvality biopaliv a splnění průmyslových norem. Metoda podle ASTM D5501 umožňuje přesné stanovení obsahu ethanolu a methanolu ve vzorcích s vysokým podílem ethanolu, což zajišťuje bezpečnost, efektivitu spalování a dodržení legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit použitelnost plynové chromatografie na přístroji Brevis GC-2050 pro stanovení koncentrací ethanolu (20–100 wt%) a methanolu (0,01–0,6 wt%) v denaturovaném ethanolu podle ASTM D5501. Studie porovnávala nosné plyny helium a vodík a hodnotila linearitu, citlivost a opakovatelnost metody.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity standardní postupy ASTM D5501 s následujícími parametry:

• Přístroj: Brevis GC-2050 se samplovacím automatem AOC-30i
• Kolona: SH-1 PONA (150 m × 0,25 mm, film 1,00 µm)
• Detektor: FID (teplota 300 °C, makeup plyn N₂ 30 mL/min, detekční plyn H₂ 30 mL/min, vzduch 300 mL/min)
• Program pece: 60 °C (15 min) → 30 °C/min → 250 °C (23 min)
• Vstřik: objem 0,2 µL, split 200:1, teplota portu 300 °C
• Nosný plyn: helium nebo vodík v konstantní lineární rychlosti 24 cm/s
• Příprava vzorků: směsi parafínů (C5–C11), kalibrační standardy s různými poměry methanolu a ethanolu, simulovaný denaturovaný ethanol (0,1 % methanolu, 95 % ethanolu, 4,9 % benzínu).

Hlavní výsledky a diskuse

• Test splitter lineárnosti potvrdil relativní rozdíly parafínů ≤ 3 %, což odpovídá požadavkům ASTM D5501 pro obě nosná plyny.
• Vypočtené relativní hmotnostní odezvy (RMRF) pro methanol dosahovaly průměrně 2,94 (He) a 2,96 (H₂), pro ethanol 2,00 (He) a 1,98 (H₂).
• Analýza opakovatelnosti (16 měření) ukázala průměrné hodnoty methanolu 0,179 wt% a ethanolu přibližně 95,60 wt% (He), resp. 95,56 wt% (H₂) s opakovatelností pod limitem ASTM D5501.
• Chromatogramy potvrdily dobré rozlišení ethanolových a methanolových píků i při širokém rozmezí dalších složek benzinu.

Přínosy a praktické využití metody

• Kompaktní design Brevis GC-2050 šetří laboratorní prostor a nabízí vysokou analytickou výkonnost.
• Možnost použití vodíku jako alternativy k heliu zajišťuje flexibilitu provozních nákladů a dostupnost nosného plynu.
• Metoda je plně v souladu s ASTM D5501, což umožňuje její nasazení v kontrolách kvality biopaliv a palivových směsí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření použití vodíku jako nosného plynu pro další aplikace v plynové chromatografii.
• Další miniaturizace a integrace GC modulů pro online a přenosné monitoringy kvality paliv.
• Propojení s hmotnostní spektrometrií pro komplexní charakterizaci složitých biopalivových směsí.

Závěr

Studie prokázala, že Brevis GC-2050 umožňuje spolehlivou a opakovatelnou analýzu denaturovaného ethanolu podle ASTM D5501 s použitím jak helia, tak vodíku. Metoda poskytuje vysokou přesnost, linearitu a splňuje požadavky na opakovatelnost pro průmyslové a výzkumné aplikace.

Reference

• ASTM D5501-20: Standard Test Method for Determination of Ethanol and Methanol Content in Fuels Containing Greater than 20 % Ethanol by Gas Chromatography, 2020.