Tislausmenetelmien vertailu diesel- ja lentopetrolinäytteillä
Muhola, Noora (2017)
Muhola, Noora
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201705138041
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201705138041
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli vertailla kahta vaihtoehtoista tislausmenetelmää (mikro- ja GC-tislaus) normaaliin tislaukseen diesel- ja lentopetrolinäytteiden analysoinnissa. Tavoitteena oli myös selvittää, olisiko mikrotislaus soveltuva normaalin tislauksen korvaajaksi ja millaisia vahvuuksia ja heikkouksia sillä on suhteessa GC-tislaukseen. Lisäksi haluttiin tutkia, miten vaihtoehtoisten tislausmenetelmien muunnoskaavat toimivat eri polttoainetyypeillä ja tuottavatko biopohjaiset polttoaineet ongelmia vaihtoehtoisilla menetelmillä.
Työssä käytiin läpi alkuperäinen, standardiin ASTM D86 perustuva automaattinen tislauslaitteisto sekä laitteet vaihtoehtoisille menetelmille, mikrotislaukselle (ASTM D7345) ja GC-tislaukselle (ASTM D2887). Tehdyn katsauksen perusteella mikrotislauslaite osoittautui toimintaperiaatteeltaan varsin samankaltaiseksi alkuperäisen tislauksen kanssa. Sen tehokkuus perustuu pitkälti pienemmän näytemäärän analysointiin ja tarkempien paineanturien hyväksikäyttöön. Sen sijaan GC-tislauksen toimintaperiaate osoittautui varsin poikkeavaksi kahteen muuhun menetelmään nähden. Tarkkaan ottaen menetelmä ei käytä tislausta, vaan näytekomponenttien erottelu perustuu komponenttien erilaiseen viipymään kaasukromatografin kapillaarikolonnissa.
Kokeellinen tutkimus toteutettiin tutkimalla 13 polttoainenäytettä, joista kaksi oli lentopetroleita ja loput dieseleitä. Kukin näyte analysoitiin kolmella eri analyysimenetelmällä ja mittaukset kullakin menetelmällä toistettiin vielä kolmeen kertaan. Tuloksiksi kirjattiin lämpötilat eri saantoprosenttien funktiona. Tuloksista laskettiin tämän jälkeen menetelmien sisäiset ja menetelmien väliset toistettavuuksien/uusittavuuksien arvot ja myös näytteiden vaatimustenmukaisuus polttoaineiden laatuvaatimuksia vasten tarkistettiin.
Tuloksien perusteella voitiin todeta, että mikrotislaus soveltui varsin hyvin kaikkien tutkittujen näytteiden analysointiin. Se ei saavuttanut aivan yhtä hyvää toistettavuutta kuin GC-tislaus, mutta keskihajontojen perusteella sen tarkkuus oli samaa suuruusluokkaa tavallisen tislauksen kanssa. Se suoriutui myös varsin hyvin biopolttoaineiden analysoinnista toisin kuin GC-tislaus, jonka muunnoskaavat eivät toimineet biodieseleillä. Täten mikrotislausta voidaan suositella tutkittujen näytteiden analysointiin, mutta laajempaa validointia vielä tarvitaan. Kaiken kaikkiaan voidaan sanoa, että työ saavutti sille asetetut tavoitteet.
Työssä käytiin läpi alkuperäinen, standardiin ASTM D86 perustuva automaattinen tislauslaitteisto sekä laitteet vaihtoehtoisille menetelmille, mikrotislaukselle (ASTM D7345) ja GC-tislaukselle (ASTM D2887). Tehdyn katsauksen perusteella mikrotislauslaite osoittautui toimintaperiaatteeltaan varsin samankaltaiseksi alkuperäisen tislauksen kanssa. Sen tehokkuus perustuu pitkälti pienemmän näytemäärän analysointiin ja tarkempien paineanturien hyväksikäyttöön. Sen sijaan GC-tislauksen toimintaperiaate osoittautui varsin poikkeavaksi kahteen muuhun menetelmään nähden. Tarkkaan ottaen menetelmä ei käytä tislausta, vaan näytekomponenttien erottelu perustuu komponenttien erilaiseen viipymään kaasukromatografin kapillaarikolonnissa.
Kokeellinen tutkimus toteutettiin tutkimalla 13 polttoainenäytettä, joista kaksi oli lentopetroleita ja loput dieseleitä. Kukin näyte analysoitiin kolmella eri analyysimenetelmällä ja mittaukset kullakin menetelmällä toistettiin vielä kolmeen kertaan. Tuloksiksi kirjattiin lämpötilat eri saantoprosenttien funktiona. Tuloksista laskettiin tämän jälkeen menetelmien sisäiset ja menetelmien väliset toistettavuuksien/uusittavuuksien arvot ja myös näytteiden vaatimustenmukaisuus polttoaineiden laatuvaatimuksia vasten tarkistettiin.
Tuloksien perusteella voitiin todeta, että mikrotislaus soveltui varsin hyvin kaikkien tutkittujen näytteiden analysointiin. Se ei saavuttanut aivan yhtä hyvää toistettavuutta kuin GC-tislaus, mutta keskihajontojen perusteella sen tarkkuus oli samaa suuruusluokkaa tavallisen tislauksen kanssa. Se suoriutui myös varsin hyvin biopolttoaineiden analysoinnista toisin kuin GC-tislaus, jonka muunnoskaavat eivät toimineet biodieseleillä. Täten mikrotislausta voidaan suositella tutkittujen näytteiden analysointiin, mutta laajempaa validointia vielä tarvitaan. Kaiken kaikkiaan voidaan sanoa, että työ saavutti sille asetetut tavoitteet.