Mélange de biocarburant ASTM D6751 (B100) pour carburants distillés moyens, par chromatographie en phase gazeuse

Chromatographe en phase gazeuse KN-Biodiesel GC Plus

Introduction

  L'intérêt pour le biodiesel, carburant alternatif propre issu de sources renouvelables telles que les huiles végétales, a considérablement augmenté ces dernières années, principalement en raison de son impact environnemental réduit par rapport au gazole conventionnel. Le biodiesel peut être utilisé pur ou mélangé à du gazole à différents taux. Pour être commercialisé comme biocarburant pur ou comme composant pour les carburants de chauffage et les gazole, le biodiesel doit satisfaire aux exigences des normes ASTM D6751 et EN 14214. Ces normes indiquent les concentrations maximales admissibles de contaminants dans le produit fini pur (B100), ainsi que d'autres propriétés physico-chimiques nécessaires au bon fonctionnement du moteur. 

Instrumentation et réactifs

  L'analyse de la glycérine, des mono-, di- et triglycérides par chromatographie en phase gazeuse (CPG) requiert un système d'injection non discriminant capable de transférer les composés volatils et lourds sans discrimination ni dégradation. Un chromatographe TRACE GC Ultra, équipé d'un injecteur sur colonne à froid et d'un détecteur à ionisation de flamme (FID), automatisé par un passeur d'échantillons TriPlus pour liquides et piloté par le système d'acquisition de données Thermo Scientific Chrom-Card, a été utilisé. L'injecteur sur colonne à froid du TRACE GC Ultra est un système à température constante, permettant d'éviter la discrimination de la fraction lourde et d'éliminer tout risque de dégradation des composés labiles tels que les triglycérides, garantissant ainsi une excellente récupération et une intégrité des échantillons optimale.

  La colonne analytique utilisée est une Thermo Scientific TRACE™ TR-BIODIESEL(G) non polaire, de 10 m, 0,32 mm de diamètre interne et 0,1 μm d'épaisseur de film. Cette colonne est conçue pour offrir d'excellentes performances pour cette méthode GC haute température, grâce à sa robustesse mécanique accrue à haute température du four et, par conséquent, à sa durée de vie prolongée. Une précolonne de 1 m × 0,53 mm de diamètre interne est utilisée et reliée à la colonne par un raccord étanche purgé à haute température.

  Un té métallique étanche à faible volume mort a été spécialement conçu pour assurer une connexion fiable entre la colonne de garde et la colonne analytique lors d'un fonctionnement à haute température, évitant ainsi l'utilisation de raccords en verre à sertir classiques. Ce connecteur a démontré son étanchéité même en cas de variations de température du four extrêmement importantes et fréquentes (Figure 2).

L'étalonnage est réalisé grâce à l'utilisation de deux étalons internes – le 1,2,4-butanetriol (IS1) pour la glycérine et la tricaprine (IS2) pour les mono-, di- et triglycérides, et de quatre composés de référence – la glycérine, la mono-oléine, la di-oléine et la tri-oléine.

  La glycérine et les mono- et diglycérides étant des composés polaires à point d'ébullition élevé, il est nécessaire de les dérivatiser afin d'accroître leur volatilité et de réduire leur réactivité avant injection en chromatographie en phase gazeuse (CPG). La méthode requiert une dérivatisation avec du MSTFA (N-méthyl-N-triméthylsilyltrifluoroacétamide) dans la pyridine, ce qui transforme ces composés en dérivés silylés plus volatils. La liste des réactifs nécessaires est présentée ci-dessous :

• MSTFA (N-méthyl-N-triméthylsilyltrifluoroacétamide)

• n-Heptane

• Pyridine

• 1,2,4-Butanetriol – solution étalon interne 1,1 mg/mL dans la pyridine (IS1)

• 1,2,3-Tricaproylglycérol (tricaprine) - solution étalon interne 2, 8 mg/mL dans la pyridine (IS2)

• Matériaux de référence : glycérol (glycérine), 1-mono-oléoylglycérol (mono-oléine), 1,3-di-oléoylglycérol (dioléine), 1,2,3-tri-oléoylglycérol (trioléine)

• Mélange de contrôle des monoglycérides (monopalmitine, monostéarine et monooléine), dans la pyridine. Figure 2 : Connecteur purgé haute température sans fuite.

Caractéristiques principales

1. KN-GC-9600 Plus Il est doté d'un écran tactile LCD de 10,2 pouces. Il peut afficher la température de chaque flux et les conditions de fonctionnement en temps réel, permettant ainsi une surveillance en ligne.

2. POST, régulation indépendante de la température par six voies et programme de montée en température en cinq étapes 

3. Fonction d'autodiagnostic : en cas de panne, l'appareil affiche automatiquement le problème, le code et la cause afin d'aider l'opérateur à identifier et à résoudre rapidement la panne.

4. Protection contre la surchauffe : La température de protection est réglable. En cas de dépassement de cette température, l’appareil s’arrête automatiquement et déclenche une alarme.

5. Protection contre le gaz vecteur : Lorsque le gaz vecteur est sous pression, l'appareil s'éteint automatiquement et le chauffage cesse afin de protéger efficacement la colonne chromatographique et le détecteur de conductivité thermique.

6. Système de contrôle flou intelligent de la porte arrière : surveillance automatique de la température et régulation dynamique de l’angle de la porte arrière. L’appareil assure un contrôle précis en conditions ambiantes.

7. L'appareil est équipé d'un système d'échantillonnage par chapiteau garni, d'un système d'échantillonnage à membrane en verre et d'un dispositif d'échantillonnage capillaire split/splitless avec fonction de nettoyage de membrane. Il peut également accueillir un échantillonneur de gaz.

8. Haute précision et double transmission stable. Peut accueillir jusqu'à 4 types de détecteurs.

9. Routine gaz avancée, elle permet l'utilisation d'un détecteur de flamme à hydrogène et d'un détecteur de conductivité thermique.

10. L'entrée du détecteur FID et du tube capillaire est contrôlée par EPC.

11. Un système d'affichage électronique de la pression d'écoulement et un dispositif de poste de travail interne peuvent être sélectionnés

12. échantillonneur automatique de liquides à 19 chiffres

Paramètres techniques

indice de contrôle de la température

1. Plage de contrôle de la température : Température ambiante 5 °C à 400 °C, incrément : 0,1 °C

2. Précision du contrôle de la température : supérieure à ±0,1 °C

3. Programmation de la température : 5 étapes, durée de maintien de la température entre les étapes : 0 à 999 min

                                                        Incrément : 0,1 min, Incrément de température : 0,1 °C

                                                        Vitesse de chauffage : Maximum 40℃/min en dessous de 200℃

                                                        Maximum 20℃/min au-dessus de 200℃

LOD