کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از استفاده از نفت و گاز و آسیب به محیط زیست یکی از دغدغه های اصلی جامعه جهانی می باشد. یکی از موضوعاتی که این روزها بسیار قابل توجه می باشد، بیودیزل ها هستند. بیودیزل ها سوخت های پاکی هستند که از دانه های روغنی و میکروجلبک ها و غیره بوجود می آیند و گلیسیرین تولید می کنند. بیودیزل ها با آب ترکیب نمی شوند و دارای نقطه جوش بالا هستند. هدف مقاله این است که با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی و دستگاه GC مقدار کمی گلیسیرین تولید شده از بیودیزل ها را آنالیز کنیم.
روش کروماتوگرافی گازی یا GC روشی فیزیکی برای جداسازی و شناسایی و اندازه گیری یا به طور کلی آنالیز اجزای فرار می باشد. این روش در صنایع گوناگون کاربرد گسترده دارد و در آنالیز مواد مختلفی استفاده می شود. از کروماتوگرافی گازی برای اولین بار در جداسازی مقادیر کم اسید های چرب استفاده شده است.
این روش دارای دو فاز ساکن، گاز حامل که فاز متحرک می باشد که در بخش گاز حامل معمولا یک گاز بی اثر مثل آزگون هلیوم و غیره استفاده می شود و در فاز ساکن یک ماده جامد جاذب یا لایه ای از یک مایع غیرفرار استفاده می شود که روی دیواره داخلی ستون قرار می گیرد. اگر فاز ساکن شامل ماده جامد جاذب باشد کروماتوگرافی گاز و اگر شامل مایع غیر فرار باشد کروماتوگرافی گاز مایع نامیده می شود.
سوخت بیودیزل
افزایش استفاده از سوخت های فسیلی و تولید CO2 و گازهای گلخانه ای باعث آسیب به لایه ازن و بسیاری از بیماری ها و آلودگی های محیطی شده است. از این رو بشر همواره به دنبال یک سوخت بی ضرر و سالم بوده است. در سال های اخیر دانشمندان سوخت جدید بی ضرری به نام بیودیزل را ساخته اند که تولید و استفاده از این سوخت در سراسر جهان در حال گسترش می باشد. بیودیزل یک نوع سوخت بی ضرر، تجدیدپذیر و تجزیه پذیر است که از روغن های گیاهی، روغن پسماند غذایی، چربی حیوانات و جلبک ها، به طور کلی از منابع طبیعی بدست می آید و پس از آن یک واکنش ترانزیستوری را برای تولید اسید های چرب متیل استر موجب می شود. محصول این واکنش ها گلیسیرین آزاد و مونو گلیسیرید، دی گلیسیرید و تری گلیسیرید می باشد.
تولید سوخت بایودیزل از دانه های روغنی و روغن های حیوانی
آنالیز گلیسیرین با استفاده از دستگاه GC در متیل استر
برای تعیین مقدار گلیسیرین در بیودیزل متیل استر ها از دستگاه کروماتوگرافی گازی شیمادزو GC-2010 plus مجهز به آشکار ساز یونیزاسیون شعله (FID) استفاده می شود. در این دستگاه از ستونی استفاده می شود که بتواند حداکثر دمای 400 درجه سانتیگراد را تحمل کند. نمونه مشتق شده باید توانایی ماندگاری چندین ساعت را داشته باشد ولی باید سریع آنالیز انجام شود چون این نمونه مدت طولانی پایدار نمی ماند.
برای آنالیز گلیسیرین از دو روش استاندارد ASTM و EN استفاده می شود. این دو روش به صورت استاندارد و جهانی هستند و به صورت زیر انجام می شوند:
روش اول آنالیز گلیسیرین با دستگاه GC
100 میلی گرم از نمونه را به ظرف نمونه حاوی گلیسیرین 10 میلی لیتری منتقل می کنیم. سپس به نمونه 100 میکرولیتر از محلول های داخلی 1 و 2 و محلول MSTF اضافه می کنیم. درب ظرف را پوشانده، تکان می دهیم و در دمای 15 تا 20 درجه در اتاق قرار می دهیم. پس از آن 8 میلی لیتر n-heptan را اضافه کرده و تکان می دهیم و 1 میکرولیتر از آن را به GC تزریق می کنیم.
روش دوم آنالیز گلیسیرین با دستگاه GC
100 میلی گرم از نمونه را به ظرف نمونه 10 میلی لیتری منتقل می کنیم. سپس به نمونه 80 میکرولیتر از محلول داخلی 1 و 100 میکرولیتر از محلول داخلی 2 و محلول MSTF اضافه می کنیم. درب ظرف را میپوشانیم، سپس تکان داده و در دمای 15 درجه در اتاق قرار می دهیم.بعد از این طبق روش اول پیش میرویم.
دو روش استاندارد ASTM و EN بکار رفته در این آنالیز با استفاده از دستگاه GC که نتایج و ستون های بکار رفته در این روش ها در این دو جدول آمده است.
با توجه به جداول فوق که محلول های استانداردی که توسط دو روش ASTM و EN که برای آنالیز گلیسیرین استفاده شده است، در جدول 1 و 2 مواد لازم، تعداد و مقدار مورد نیاز برای تهیه محلول استاندارد گفته شده است که آزمایش با توجه به شرایط و مواد بالا در هر روش انجام شده است. همچنین در جدول های 3 و 4 نوع ستون مورد استفاده و شرایط ایجاد شده برای آنالیز بهتر شرح داده شده است.
نتایج بدست آمده از این آنالیز با استفاده از دستگاه GC
در این آنالیز از هر دو روش ASTM و EN استفاده شد. روش ASTM به این دلیل قابل قبول تر بود که در هنگام آنالیز دقت آزمایش بالاتر بود و طیفی که در اختیار آزمایشگر قرار می گرفت، به راحتی قابل تجزیه و تحلیل بود. در نتیجه این روش برای انجام آزمایشات نهایی انتخاب و نتایج آن با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی شیمادزو GC-2010 plus آنالیز شد.
به دلیل اندازه گیری و آنالیز مواد در مقادیر بسیار کم، روش GC کاربرد زیادی در صنایع مختلفی دارد از جمله آنالیز ترکیبات نفت خام، بررسی نگهدارنده ها در مواد غذایی و آنالیز امگا 3 و امگا 6 ماهی می باشد.
با توجه به کاربرد های دستگاه کروماتوگرافی گازی اگر قصد خرید آن را دارید کادر متخصصین شرکت ری نور آزما برای ارائه مشاوره رایگان در حوزه های خرید دستگاه و خدمات پس از فروش در خدمت شما هستند.
