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Controle de qualidade automatizado de diesel utilizando espectroscopia no infravermelho próximo

AN-NIR-080

2026-09

Controle de qualidade automatizado de diesel utilizando espectroscopia no infravermelho próximo

Determinação rápida e simples do índice de cetano, número de cetano, T95, densidade, ponto de fulgor e viscosidade


Resumo

Os principais parâmetros para o teste de qualidade do combustível diesel incluem o índice de cetano (ASTM D613), o ponto de fulgor (ASTM D56), a densidade (ASTM D975), o T95 (ISO 3405) e a viscosidade a 40 °C (ISO 3104). Normalmente, a determinação dessas propriedades exige bastante trabalho e tempo, requerendo múltiplas técnicas analíticas e instrumentação dedicada. O OMNIS NIR Analyzer Liquid oferece uma solução rápida, confiável e livre de reagentes para determinar simultaneamente essas propriedades do combustível diesel sem preparo de amostra. O controle preciso de temperatura garante que todas as amostras sejam medidas em conformidade com a ASTM D8340, a ASTM D8321 e a ASTM D6122. Combinado com o OMNIS Sample Robot M – NIR, o sistema oferece operação totalmente automatizada para máxima eficiência no laboratório.

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Equipamento experimental

OMNIS NIR Analyzer Liquid combinado com o OMNIS Sample Robot M – NIR.
Figura 1. OMNIS NIR Analyzer Liquid combinado com o OMNIS Sample Robot M – NIR.

Amostras de diesel foram medidas com um OMNIS NIR Analyzer Liquid (Figura 1) em modo de transmissão, na faixa de comprimento de onda de 1000–2250 nm. A aquisição reprodutível dos espectros foi obtida usando o controle de temperatura integrado a 30 °C. Um OMNIS Sample Robot M – NIR foi usado para a medição totalmente automatizada das amostras, com frascos descartáveis (caminho óptico de 8 mm). Os frascos permanecem fechados, o que reduz o risco de inflamabilidade das amostras de combustível a um mínimo absoluto. O OMNIS Software foi usado para toda a aquisição de dados e o desenvolvimento do modelo de previsão.


Configuração


Resultado

Os espectros no infravermelho próximo dos combustíveis diesel (Figura 2), juntamente com os respectivos valores de referência, foram usados para criar modelos de previsão para número de cetano, índice de cetano, densidade, ponto de fulgor, T95 e viscosidade.

A qualidade dos modelos de previsão foi avaliada usando os diagramas de correlação mostrados nas Figuras 3–8, que exibem uma correlação muito alta entre a previsão por NIR e os valores medidos usando métodos padrão. Do total, 25% das amostras foram selecionadas como conjunto de validação e os outros 75% como conjunto de calibração. As respectivas figuras de mérito (FOM) mostram a precisão esperada de uma previsão durante a análise de rotina.

Espectros NIR de amostras de combustível diesel analisadas a 30 °C com o OMNIS NIR Analyzer Liquid.
Figura 2. Espectros NIR de amostras de combustível diesel analisadas a 30 °C com o OMNIS NIR Analyzer Liquid.

Resultado do número de cetano no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do número de cetano no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 3. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do número de cetano no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC SECVSEP
0.9220.610.650.67

Resultado do índice de cetano no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do índice de cetano no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 4. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do índice de cetano no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC SECVSEP
0.9030.790.801.06

Resultado do T95 no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do T95 no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 5. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do T95 no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC (°C)SECV (°C)SEP (°C)
0.8953.423.693.75

Resultado da viscosidade no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão da viscosidade no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 6. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão da viscosidade no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC (cSt)SECV (cSt)SEP (cSt)
0.9620.060.060.07

Resultado do ponto de fulgor no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do ponto de fulgor no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 7. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão do ponto de fulgor no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC (°C)SECV (°C)SEP (°C)
0.9731.241.581.90

Resultado da densidade no diesel

Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão da densidade no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
Figura 8. Diagrama de correlação e as respectivas FOMs para a previsão da densidade no diesel usando um OMNIS NIR Analyzer Liquid. O conjunto de dados de calibração é mostrado em azul, e o conjunto de dados de validação externa está em verde.
R2PSEC (g/cm3)SECV (g/cm3)SEP (g/cm3)
0.9850.00120.00140.0016

Conclusão

Esta Nota de Aplicação demonstra a viabilidade do uso da espectroscopia NIR para o controle de qualidade do diesel. A determinação do índice de cetano, número de cetano, T95, densidade, ponto de fulgor e viscosidade no diesel pode ser feita simultaneamente em poucos segundos usando o OMNIS NIR Analyzer Liquid. A possibilidade de análise totalmente automatizada em combinação com o OMNIS Sample Robot M – NIR aumenta o rendimento, maximizando a eficiência. Com a pré-calibração de diesel OMNIS (6.06008.009), os usuários podem medir todos os parâmetros mencionados desde o primeiro dia.

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