Determination of Moisture, Volatile, and Ash in Biomass/Plant Tissue (TGA801)

Význam tématu

Analýza vlhkosti, těkavých látek a popela je klíčová pro hodnocení kvality palivových materiálů a biomasy. Přesné stanovení těchto parametrů podporuje optimalizaci spalovacích procesů, výpočet výhřevnosti na suché bázi a zajištění ekologicky přijatelné likvidace popela.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem příručky je představit metodiku využívající termogravimetrický analyzátor LECO TGA801 pro souběžné stanovení vlhkosti, těkavých látek a popela v rostlinné biomase. Popisuje parametry jednotlivých kroků metody, přípravu vzorku a ukázkové výsledky pro rostlinnou hmotu (jetel) a běžnou biomasu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro vyhodnocení změn hmotnosti vzorků při zahřívání je využit makrotermogravimetr TGA801 vybavený duálním pecním systémem pro až 19 vzorků.

• Instrument: LECO TGA801 macro termogravimetrický analyzátor
• Atmosféra: dusík pro kroky vlhkosti a těkavých látek, kyslík pro stanovení popela
• Parametry kroků:
  • Vlhkost: 25–107 °C, 6 °C/min, 15 min, dusík 10 L/min
  • Těkavé látky: 107–950 °C, 45 °C/min, 7 min, dusík 10 L/min
  • Popel: 600–750 °C, 3 °C/min, 15 min, kyslík 3,5 L/min
• Příprava vzorku: homogenizace a mletí na velikost částic <1,0 mm, hmotnost přibližně 1 g

Hlavní výsledky a diskuse

Ukázkové analýzy desetibatchových sérií ukazují vysokou opakovatelnost a přesnost:

• Jetel (Alfalfa): průměrná vlhkost 6,54 ± 0,03 %, těkavé suché 74,3 ± 0,2 %, popel suchý 10,5 ± 0,1 %
• Obecná biomasa: průměrná vlhkost 5,75 ± 0,03 %, těkavé suché 80,9 ± 0,1 %, popel suchý 0,49 ± 0,05 %

Výsledky potvrzují konzistentní výkon TGA801 a vhodnost přednastavených metodických kroků pro rutinní analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlé a přesné stanovení klíčových parametrů palivové biomasy
• Výpočet výhřevnosti a bilance materiálu na suchou bázi
• Optimalizaci provozních podmínek spaloven a bioplynových zařízení
• Souběžné zpracování více vzorků pro vyšší produktivitu laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k lepší automatizaci nakládání vzorků, integraci s technikami eumerací plynů (FTIR, GC/MS) a analýze více frakcí (lignin, celulóza). Významné je i nasazení umělé inteligence pro pokročilou kalibraci a prediktivní modelování složení biomasy.

Závěr

Termogravimetrický analyzátor LECO TGA801 nabízí spolehlivé a reprodukovatelné stanovení vlhkosti, těkavých látek a popela v biomase. Uplatní se v laboratořích zabývajících se výzkumem, průmyslovou QC a optimalizací palivových procesů.

Reference

• LECO Corporation. Application Note: Determination of Moisture, Volatile, and Ash in Biomass/Plant Tissue. Form No. 203-821-623, 2021.