Determination of Moisture, Volatile Matter, and Ash in Biomass/Plant Tissue

Význam tématu

Stanovení vlhkosti, těkavých látek a popela v biomase a rostlinné hmotě je zásadní pro hodnocení kvality paliva, přesné stanovení analytických výsledků na suchou bázi, bilanci materiálu při manipulaci s popelem a optimalizaci spalovacích procesů.

Cíle a přehled studie

Studie popisuje validovanou metodu pro simultánní měření vlhkosti, těkavých látek a popela pomocí termogravimetrického analyzátoru LECO TGA701. Cílem je demonstrovat přesnost, reprodukovatelnost a praktičnost postupu pro různé typy vzorků biomasy a rostlinné tkáně.

Použitá metodika

Vyhodnocení probíhá ve třech krocích:

• Stanovení vlhkosti: zahřátí vzorku z 25 °C na 107 °C pod dusíkovou atmosférou rychlostí 6 °C·min⁻¹ a následné udržení teploty po 15 minut.
• Stanovení těkavých látek: zvýšení teploty z 107 °C na 950 °C pod dusíkem rychlostí 50 °C·min⁻¹ s krátkou expozicí.
• Stanovení popela: spálení zbytkové hmoty v kyslíku při 600–750 °C rychlostí 3 °C·min⁻¹.

Vzorky o hmotnosti přibližně 1 g se připravují mletím na jemnost <0,5 mm. Výpočty vycházejí z hmotnostních rozdílů mezi jednotlivými kroky a zahrnují převod na suchou bázi.

Použitá instrumentace

• Analyzátor LECO TGA701
• Ceramic crucibles (typ 621-331) a kryty (typ 529-048)
• Nitrogen a oxygen flow v režimu High/Low podle fáze
• Integrovaná váha s přesností 0,0005 g

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza vzorků biomasy a rostlinné tkáně prokázala:

• Vlhkost v rozmezí 3,3–9,2 % s relativní odchylkou ≤ 2 %.
• Těkavé látky ve vysušeném stavu 76–83 % s odchylkou do 0,3 %.
• Popel v suchém stavu 0,3–8,8 % s vysokou opakovatelností (RSD < 0,2 %).

Výsledky potvrzují robustnost metody i při různých matricích (dřevní buničina, jetel, ječmen).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlé, automatizované stanovení s minimální přípravou vzorku a integrovaným vážením. Umožňuje spolehlivě kvantifikovat klíčové složky palivové biomasy pro průmyslovou i výzkumnou praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření analýzy o hyphenované techniky (TGA-FTIR, TGA-MS) pro identifikaci emitovaných plynů, online monitorování parametrů v reálném čase a zpracování většího spektra materiálů včetně odpadních biopaliv.

Závěr

Popsaný postup na TGA701 představuje efektivní a přesný nástroj pro komplexní stanovení vlhkosti, těkavých látek a popela v biomase. Díky vysoké reprodukovatelnosti a jednoduché automatizaci nachází široké uplatnění v kvalitativní kontrole paliv a výzkumu.

Reference

V původním textu nejsou uvedeny explicitní literární zdroje.