⛽ Zawartość estrów i estru metylowego kwasu linolenowego w FAME — chromatografia gazowa
Krótko: o co chodzi
GC-FID z kolumną kapilarną Carbowax 20M (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) i wzorcem wewnętrznym — estrem metylowym kwasu nonadekanowego (C19:0); 250 mg FAME + 100 mg wzorca w 10 ml toluenu; integracja od C6:0 do C24:1. Badanie wykonuje się według normy PN-EN 14103:2020-06; Zakres: Estry > 90 % (m/m); C18:3 1–15 % (m/m); FAME C6–C24; precyzja ustalona dla 95 % i 100 % estrów. Procedura obejmuje 6 kroków (łącznie około 3 h); stosuje się je m.in. do: Kontrola jakości FAME (biodiesel) — zawartość estrów > 90 % (m/m), Oznaczanie estru metylowego kwasu linolenowego (limit 1–15 % m/m) w estrach rzepakowych i innych, Ocena komponentów FAME do olejów napędowych B7–B10 (badania INiG).
W skrócie
- Norma: PN-EN 14103:2020-06
- Kategoria: Petrochemia
- Kroków procedury: 6
- Łączny czas etapów: 3 h
- Zakres: Estry > 90 % (m/m); C18:3 1–15 % (m/m); FAME C6–C24; precyzja ustalona dla 95 % i 100 % estrów
- Wzorzec wewnętrzny: Ester metylowy kwasu nonadekanowego C19:0, czystość GC ≥ 99,0 % (m/m), woda < 0,2 % (m/m) (Karl Fischer)
- Odważki: ≈ 250 mg FAME + ≈ 100 mg C19:0 (± 0,1 mg) w 10 ml toluenu; próbki i wzorzec ≥ 3 h w temperaturze otoczenia przed ważeniem
Przegląd
Norma opisuje procedurę oznaczania zawartości estrów w estrach metylowych kwasów tłuszczowych (FAME) przeznaczonych do wprowadzania do oleju napędowego oraz zawartości estru metylowego kwasu linolenowego; pozwala sprawdzić, że zawartość estrów w FAME przekracza 90 % (m/m), a estru metylowego kwasu linolenowego mieści się między 1 % a 15 % (m/m). Precyzję ustalono na FAME o zawartości estrów 95 % i 100 % (m/m), tj. w zakresie wartości granicznej; metoda nadaje się też poza tym zakresem, ale precyzja dla niższych stężeń wymaga dalszych prac. Metoda dotyczy FAME zawierających estry metylowe od C6 do C24.
Wydanie 2020 zastąpiło EN 14103:2011: dodano uwagę o naturalnym estrze metylowym kwasu nonadekanowego, nową procedurę sprawdzania czystości GC wzorca wewnętrznego (czystość minimalna obniżona z 99,5 do 99,0 % (m/m)), włączono do obliczeń teoretyczny współczynnik korekcji detektora płomieniowo-jonizacyjnego (TCF) poprawiający dokładność przy estrach o krótkich łańcuchach, przeprowadzono nowe badanie międzylaboratoryjne, zmieniono integrację (wszystkie piki, nie tylko zidentyfikowane FAME) i zwiększono odważkę z 100 mg do 250 mg. Dla FAME z niezidentyfikowanego surowca przygotowuje się dodatkowo roztwór bez wzorca, aby sprawdzić brak naturalnego C19:0 lub innych substancji koeluujących ze wzorcem.
Zawartość estrów metylowych kwasów tłuszczowych i estru kwasu linolenowego są parametrami specyfikacji FAME; w badaniach INiG estry rzepakowe (RME) różnych producentów miały 98,6–98,8 % (m/m) estrów i 8,3–8,5 % (m/m) estru kwasu linolenowego (wg PN-EN 14103:2012).
Zasada metody
Oznaczenie procentu masowego całkowitych estrów metylowych kwasów tłuszczowych i procentu masowego estru metylowego kwasu linolenowego w próbce chromatografią gazową z kalibracją wewnętrzną (ester metylowy kwasu nonadekanowego, FAME C19:0). Około 250 mg zhomogenizowanej próbki FAME i około 100 mg wzorca (dokładność ± 0,1 mg) rozcieńcza się 10 ml toluenu i analizuje 1 µl na kolumnie kapilarnej z fazą polietylenoglikolową (np. 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) z detektorem FID; integruje się wszystkie piki od estru metylowego kwasu heksanowego (C6:0) do estru kwasu nerwonowego (C24:1). Inne fazy stacjonarne trzeba najpierw sprawdzić — na 70 % cyjanopropylo-polisilfenyleno-siloksanie (BPX70) C19:0 koeluuje z estrem kwasu linolowego (C18:2). Czystość wzorca sprawdza się dla każdej partii metodą GC w warunkach wg EN 14105 (kolumna wysokotemperaturowa 15 m programowana do 400 °C) i uwzględnia w obliczeniach.
Zastosowania
- Kontrola jakości FAME (biodiesel) — zawartość estrów > 90 % (m/m)
- Oznaczanie estru metylowego kwasu linolenowego (limit 1–15 % m/m) w estrach rzepakowych i innych
- Ocena komponentów FAME do olejów napędowych B7–B10 (badania INiG)
- Wyznaczanie profilu estrów metylowych kwasów tłuszczowych (załącznik C)
- Weryfikacja surowca FAME (FAME z tłuszczów zwierzęcych, zużytych olejów smażalniczych, olejów rybnych — dodatkowe piki)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres | Estry > 90 % (m/m); C18:3 1–15 % (m/m); FAME C6–C24; precyzja ustalona dla 95 % i 100 % estrów |
| Wzorzec wewnętrzny | Ester metylowy kwasu nonadekanowego C19:0, czystość GC ≥ 99,0 % (m/m), woda < 0,2 % (m/m) (Karl Fischer) |
| Odważki | ≈ 250 mg FAME + ≈ 100 mg C19:0 (± 0,1 mg) w 10 ml toluenu; próbki i wzorzec ≥ 3 h w temperaturze otoczenia przed ważeniem |
| Kolumna | Polietylenoglikol (Carbowax 20M), 30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm |
| Warunki przykładowe | 60 °C (2 min) → 10 °C/min do 200 °C → 5 °C/min do 240 °C (7 min); dozownik i detektor 250 °C; 1 µl; split 100 ml/min; H2 70 kPa, przepływ 1–2 ml/min |
| Integracja | Wszystkie piki od C6:0 do C24:1, z widocznymi C24:0 i C24:1 |
Norma
- Numer normy
- PN-EN 14103:2020-06
- Tytuł (PL)
- Produkty przetwarzania olejów i tłuszczów — Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) — Oznaczanie zawartości estrów i estru metylowego kwasu linolenowego
- Title (EN)
- Fat and oil derivatives — Fatty Acid Methyl Esters (FAME) — Determination of ester and linolenic acid methyl ester contents
Procedura krok po kroku
-
Kontrola czystości wzorca
Dla każdej nowej partii C19:0 przygotować roztwór ok. 1 mg/ml w toluenie i przeanalizować 1 µl na kolumnie wysokotemperaturowej 15 m (50 °C 1 min → 15 °C/min do 180 °C → 7 °C/min do 230 °C → 10 °C/min do 370 °C, 15 min; detektor 380 °C; H2 80 kPa); przeanalizować też 1 µl toluenu. Obliczyć czystość P ze wszystkich pików poza rozpuszczalnikiem i uwzględnić ją w obliczeniach.
-
Kondycjonowanie
Wzorzec i próbki FAME pozostawić w zamkniętych pojemnikach co najmniej 3 h w temperaturze otoczenia przed ważeniem, aby ograniczyć chłonięcie wody.
-
Przygotowanie roztworu
Odważyć dokładnie ok. 250 mg (± 0,1 mg) zhomogenizowanej próbki FAME do probówki 10 ml i ok. 100 mg (± 0,1 mg) C19:0; rozcieńczyć 10 ml toluenu. Dla FAME z niezidentyfikowanego surowca przygotować też roztwór bez wzorca, aby sprawdzić obecność naturalnego C19:0 lub substancji koeluujących (ich pole odjąć od pola wzorca).
-
Analiza GC
Wstrzyknąć 1 µl roztworu na kolumnę polietylenoglikolową w warunkach dobranych do kolumny i gazu nośnego (przykład: 60 °C 2 min → 10 °C/min do 200 °C → 5 °C/min do 240 °C, 7 min; dozownik i detektor 250 °C; split 100 ml/min; przepływ ≥ 1 ml/min w maksymalnej temperaturze).
-
Identyfikacja i integracja
Dobrać warunki tak, aby prawidłowo widzieć piki estrów kwasów lignocerynowego (C24:0) i nerwonowego (C24:1). Integrować wszystkie piki od C6:0 do C24:1; do identyfikacji można użyć roztworów handlowych. Uwzględniać dodatkowe piki z tłuszczów przeżuwaczy (nieparzyste, rozgałęzione) i izomerów z olejów smażalniczych; drobne nieznane piki między C18:3 a C24:1 mogą wskazywać na olej rybny.
-
Obliczenie
Obliczyć zawartość estrów (9.1) i estru metylowego kwasu linolenowego (9.2) z pól pików i pola wzorca wewnętrznego, uwzględniając czystość wzorca i teoretyczny współczynnik korekcji FID; wynik w % (m/m) (9.3).
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Chromatograf gazowy | Z dozownikiem z regulowanym podziałem strumienia (split) lub równoważnym, piecem programowanym i detektorem płomieniowo-jonizacyjnym | — |
| Kolumna kapilarna | Faza polietylenoglikolowa (Carbowax 20M), 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm | — |
| Kolumna wysokotemperaturowa do kontroli czystości wzorca | 15 m × 0,32 mm × 0,1 µm, 100 % dimetylopolisiloksan lub 95 % dimetylo-5 % difenylopolisiloksan, programowana do 400 °C, dozownik on-column | — |
| Probówki szklane jednorazowe 10 ml z korkami, pipeta 10 ml | Do przygotowania roztworu próbki | — |
| Waga analityczna | Dokładność ± 0,1 mg | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Toluen | 108-88-3 | Cz.d.a., bez zanieczyszczeń eluujących po estrze metylowym C6:0 |
| Ester metylowy kwasu nonadekanowego (FAME C19:0) | 1731-94-8 | Czystość GC ≥ 99,0 % (m/m), sprawdzana dla każdej partii; przechowywać w eksykatorze; woda < 0,2 % (m/m) wg Karla Fischera; przy czystości < 99,0 % nie używać |
| Gaz nośny: wodór lub hel | — | Czystość ≥ 99,9995 %, jakość GC, suszony, tlen usunięty filtrami (< 0,1 mg/kg), bez zanieczyszczeń organicznych |
| Gazy pomocnicze: wodór i powietrze | — | Jakość GC, bez zanieczyszczeń organicznych |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Toluen jest łatwopalny i szkodliwy — przygotowanie roztworów pod wyciągiem, rękawice nitrylowe
- Wodór jako gaz nośny i paliwo FID — kontrola szczelności, czujnik wodoru w laboratorium
- Gorące strefy chromatografu (dozownik i detektor 250 °C, kolumna HT do 400 °C) — ostrożność przy wymianie kolumn
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN 14103:2020-06 — „Produkty przetwarzania olejów i tłuszczów — Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) — Oznaczanie zawartości estrów i estru metylowego kwasu linolenowego”. Tytuł angielski: „Fat and oil derivatives — Fatty Acid Methyl Esters (FAME) — Determination of ester and linolenic acid methyl ester contents”.
Na czym polega ta metoda?
Oznaczenie procentu masowego całkowitych estrów metylowych kwasów tłuszczowych i procentu masowego estru metylowego kwasu linolenowego w próbce chromatografią gazową z kalibracją wewnętrzną (ester metylowy kwasu nonadekanowego, FAME C19:0). Około 250 mg zhomogenizowanej próbki FAME i około 100 mg wzorca (dokładność ± 0,1 mg) rozcieńcza się 10 ml toluenu i analizuje 1 µl na kolumnie kapilarnej z fazą polietylenoglikolową (np.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Zakres: Estry > 90 % (m/m); C18:3 1–15 % (m/m); FAME C6–C24; precyzja ustalona dla 95 % i 100 % estrów; Wzorzec wewnętrzny: Ester metylowy kwasu nonadekanowego C19:0, czystość GC ≥ 99,0 % (m/m), woda < 0,2 % (m/m) (Karl Fischer); Odważki: ≈ 250 mg FAME + ≈ 100 mg C19:0 (± 0,1 mg) w 10 ml toluenu; próbki i wzorzec ≥ 3 h w temperaturze otoczenia przed ważeniem; Kolumna: Polietylenoglikol (Carbowax 20M), 30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm.
Ile trwa wykonanie badania?
Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 3 h. Procedura obejmuje 6 kroków.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Chromatograf gazowy, Kolumna kapilarna, Kolumna wysokotemperaturowa do kontroli czystości wzorca, Probówki szklane jednorazowe 10 ml z korkami, pipeta 10 ml, Waga analityczna.
Gdzie stosuje się to badanie?
Kontrola jakości FAME (biodiesel) — zawartość estrów > 90 % (m/m); Oznaczanie estru metylowego kwasu linolenowego (limit 1–15 % m/m) w estrach rzepakowych i innych; Ocena komponentów FAME do olejów napędowych B7–B10 (badania INiG); Wyznaczanie profilu estrów metylowych kwasów tłuszczowych (załącznik C); Weryfikacja surowca FAME (FAME z tłuszczów zwierzęcych, zużytych olejów smażalniczych, olejów rybnych — dodatkowe piki).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Toluen jest łatwopalny i szkodliwy — przygotowanie roztworów pod wyciągiem, rękawice nitrylowe; Wodór jako gaz nośny i paliwo FID — kontrola szczelności, czujnik wodoru w laboratorium; Gorące strefy chromatografu (dozownik i detektor 250 °C, kolumna HT do 400 °C) — ostrożność przy wymianie kolumn.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN 14103.