Nopea ja tarkka biopolttoaineiden kosteuden määritys käyttäen magneettisen resonanssin mittaukseen perustuvaa laitetta

Translated title of the contribution: Rapid and accurate biofuel moisture content gauging using magnetic resonance measurement technology

Timo Järvinen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Biomassaa käytetään paljon polttoaineena ja sen käyttö kasvaa energialähteenä sekä raaka-aineena nestemäisten biopolttoaineiden valmistuksessa. Kaikki nämä prosessit hyötyvät, jos biomassan kosteus tunnetaan etukäteen kaikissa oloissa. Biopolttoaineiden kauppa perustuu yhä enemmän polttoaineen energiasisältöön, joka lisää nopean ja tarkan kosteuspitoisuuden määrityksen tarvetta. Viime vuosina on EU-tasolla toteutettu myös laaja biopolttoaineiden standardointi, joka korostaa laadunhallinnan ja laatutietojen tärkeyttä hankinta- ja toimitusketjussa. Periaatteessa kosteuspitoisuutta voidaan mitata monella instrumentaalimenetelmällä. Tyypillisiä tekniikoita ovat mm. infrapuna (ir, nir), radiotaajuus (rf), mikroaalto, radiometriset, sähkönjohtavuuteen ja kapasitanssiin perustuvat laitteet. Myös magneettista resonanssia (MR) ja termisten neutronien absorptiota on käytetty. MR-menetelmän periaatteet on tunnettu ja sitä on käytetty jo 1950-luvulta lähtien. Siitä on tullut paljon käytetty instrumentaalianalyysimenetelmä kemiassa. Se on myös tunnettu tarkkana menetelmänä, jota soveltuu erilaisten yhdisteiden analyysiin ja erityisesti vetyä sisältävien aineiden tutkimiseen. Nykyisin MR-tekniikkaa käytetään spektroskopiassa ja rakenneanalyysissa. MR-teknologian hyödyntäminen on laajentunut lääketieteelliseen diagnostiikkaan magneettikuvauksena (MRI). Jo kauan on pyritty kehittämään pienempiä MR- mittareita. Vaisala Oyj toteutti muutama vuosi sitten tällaisen laitteen. VTT on käyttänyt Vaisala Oyj:n kehittämää MR-prototyyppilaitetta noin vuoden ajan 2011 eri biopolttoaineiden kosteuden mittauksessa. Ensimmäinen vaihe VTT:llä oli määrittää laitteen tarkkuus kosteusmittauksessa verrattuna standardissa (SFS-EN 14774) kuvattuun uunikuivausmenetelmään. Nämä testit osoittivat, että prototyypin tarkkuus oli verrattavissa standardin mukaiseen kosteuspitoisuuden määritykseen. MR-mittaus oli myös tarkempi kuin muut vastaavantyyppiset samalla tavalla käytettävät instrumentaalilaitteet, joita VTT:llä oli ollut käytössä. Prototyyppi oli lisäksi luotettava ja helposti kalibroitavissa. Suurin haaste MR-prototyypin käytössä oli mittausastian koko. Siksi astiaan pystyttiin panemaan tyypillistä biopolttoainetta keskimäärin noin puolet siitä, mitä uunikuivaukseen perustuvassa näytteenottostandardissa (SFS-EN 14774) edellytetään näytemassaksi. Sen vuoksi VTT:n mittauksissa kosteus määritettiin MR-laitteella aina kahdesta samasta näytteestä otetusta osanäytteestä. Laskelmissa ja vertailuissa käytettiin kahden mittauksen keskiarvoa. Jo Vaisalassa prototyypillä testattiin kaksi kertaa suurempaa näyteastiaa, jonka Metso automaatio on ottanut käyttöön kaupallisissa laitteissa.
Translated title of the contributionRapid and accurate biofuel moisture content gauging using magnetic resonance measurement technology
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages68
ISBN (Electronic)978-951-38-7977-8
Publication statusPublished - 2013
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Technology
Number90
ISSN2242-1211

Keywords

  • moisture gauging
  • MR moisture device
  • biofuel moisture instrumental measurement

Fingerprint Dive into the research topics of 'Rapid and accurate biofuel moisture content gauging using magnetic resonance measurement technology'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this