第三章 研究方法
3.5 樣品分析方法
3.5.1 液態超導核磁共振
利用液態超導核磁共振儀，測其氫譜。其原理是利用酯肪酸異丙酯上異丙酯 與酯肪酸碳鏈上與氫鍵結位置的不同，由於鍵結位置的不同會導致不同的化學環 境以及電子分佈，因此利用核磁共振儀所測出之化學位移也不同，而我們便根據 異丙酯上的氫與酯肪酸碳鏈上的氫在共振後的化學位置不同，求得兩化合物之比 例，本實驗中異丙酯官能機於核磁共振圖譜上的位置大約在 4.9 的位置，而酯肪 酸碳鏈則於 2.3 的位置。因此本實驗之轉酯率(yield of transesterification,YF)表示 如 Eq. 3 所示。而酯肪酸異丙酯之示意圖如 Fig. 3-6 所示，而圖上藍字則代表該 氫原子於該化學環境下於核磁共振圖譜上的位置。
Y
F(%)= 2×A
4.9A
2.3×100
(3)Fig. 3.6 Schematic diagram of fatty acid isopropyl ester
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3.5.2 脂肪酸異丙酯特性分析方法
酸價(Acid value)
本實驗中酸價的分析是利用KEN/AT-510自動電位滴定儀進行分析，並使用 氫氧化鉀之異丙醇溶液(0.1
mol/L
)進行滴定，而步驟詳述如下:(1) 首先配製酸價用溶劑4 L(2 L甲苯＋1.98 L無水異丙醇+20 mL純水，用完再配 即可)，並將滴定瓶換成酸價用滴定瓶。
(2) 將儀器內設定改為酸價模式(有空白與樣品模式)。
(3) 接著做空白測試，即不加任何樣品。
(4) 若不知道該樣品酸價範圍，若有文獻則參照文獻資料嘗試，若無則自行推估 範圍，而酸價與實驗所需樣品重量如Table 3.1。
(5) 取250 mL燒杯置於天秤上，並將其歸零，待天秤數值穩定且歸零後，加入所 需之樣品重，並紀錄之。
(6) 將125 mL酸價用溶劑加入於步驟(5)之燒杯中，並將步驟(5)所測得之樣品重 量輸入儀器當中，並於開始分析前將攪拌用的磁石放入燒杯中，並開始分析。
(7) 若無法測得酸價則取另一個範圍並重複步驟(5)、(6)，若測得酸價則對照 Table 3-1查看所測得之酸價再哪個範圍內，若在範圍內則為該樣品之酸價。
若否，則依據剛測得之酸價範圍重新取樣並重覆步驟(5)、(6)，值到所得到之 酸價在該範圍內。
Table 3.1、Recommended size of test portion.
Acid number Mass of test portion, g Accuracy of weighing, g 0.05 ~ 1.0 20.0 ± 2.0 0.10
1.0 ~ 5.0 5.0 ± 0.5 0.02 5 ~ 20 1.0 ± 0.1 0.005
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20 ~ 100 0.25 ± 0.02 0.001 100 ~ 260 0.1 ± 0.01 0.0005
碘價(Iodine value)
本實驗中碘價的分析是利用KEN/AT-510自動電位滴定儀進行分析，並使用 硫代硫酸鈉進行滴定，而步驟詳述如下:
(1) 先配製溶劑4 L(2 L環己烷＋2 L冰醋酸)，還有KI水溶液(濃度為100 g/L)，並 將滴定瓶換成碘價用滴定瓶。
(2) 將儀器內模式設定成碘價模式(空白與樣品模式)。
(3) 接著做空白測試，即不加任何樣品因此不需靜置一小時。
(4) 取400 mL燒杯置於天秤上，並將其歸零，待天秤數值穩定且歸零後，加入所 需之樣品重(樣品克數須介於0.13-0.15 g之間)，並紀錄所取之樣品重量。
(5) 再分別加入已配好溶劑20 mL和Wijs試劑25 mL，用保鮮膜和鋁箔紙覆蓋緊，
將其置於暗處約一小時。
(6)
將靜置一小時後之樣品倒入已配好KI溶液20 mL，並加入150 mL純水，再將 樣品重量輸入儀器中，並於開始分析前加入攪拌用磁石，並開始分析。動黏度(Kinematic Viscocity)
本實驗中動黏度的測試是利用樣品流過黏度管所需之時間(s)乘上該黏度管 之出廠係數(mm2/s2)，則得到該樣品之動黏度(mm2/s，cSt)，而生質柴油會用到 的黏度管主要為 size 100(適用黏度範圍 3-15 cSt)及 size 200(適用黏度範圍 20-100 cSt)，步驟詳述如下:
(1) 將樣品置於方便吸取之血清瓶內，再用吸球排氣後倒插入黏度管較大口徑 端，並用黏度管較細端插入樣品中吸取樣品，並在樣品上升至紅色刻線即 停止吸取。
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(2) 將含有樣品之黏度管置於 40℃恆溫水槽，靜置約 20 分鐘使毛細管內樣品 與水達到熱平衡。
(3) 使用吸球從毛細管較細端將樣品吸至較高之刻線(第一條刻線)上，並移開 吸球使樣品往下流，當樣品流過第一條刻線時則開始計時，並在樣品到達 第二條刻線時停止。
(4) 並將所測得之秒數乘上該黏度管之出廠係數則可得到該樣品之動黏度。
密度(Density)
本實驗利用Anton Paar / DMA 35手持式數字顯示型密度計進行密度的測定，
其根據CNS 14474測密度原理將少量的液體樣品導入U型振盪樣品管內。當吸 入不同的樣品時，會造不同的重量進而導致不同的振盪頻率，接著再利用校正 的資料來測出樣品的密度。步驟詳述如下:
(1) 將模式調到一般測密度模式，並使用純水進行儀器校正，校正至螢幕出現
＋0.0000 g/cm3左右儲存該數值後，才開始樣品的密度測試
(2) 若測原料油得將儀器模式調到API@A的Density模式，測生質柴油則調至 API@B的Density模式方可進行測試
(3) 使用密度計將樣品吸取製密度計中，測五次，並將所得之數值取平均即為 該樣品的密度，測試完後以甲醇及甲苯清洗乾淨並將管內液體擠出後關機 即可。
冷濾點(Cold filter plugging point, CFPP)
本實驗利用手動設備進行冷濾點的測定，其方法為將一定體積之樣品(約 加到測試杯刻線位置 45 mL 處)依規定條件冷卻，在一控制之真空度下經過線 網濾器吸入吸量管。樣品每降 1℃，則重覆上述程序一次，直至從油料析出之 石蠟量足以停止或減緩流量，以致充滿吸量管之時間超過 60 秒或在油樣冷至
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含水率(Water content)
本研究利用 Metrohm, Karl Fischer Titrators, Coulometric, model 851 Titrando
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