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SGS ITALIA
OIL, GAS & CHEMICALS SERVICES
CONTAMINAZIONE MICROBIOLOGICA NEI
CARBURANTI :
TECNOLOGIA ATP
Servizio di Analisi e Monitoraggio per il settore
Trazione
Aprile 2013
Salvatore Catalano
LA PANORAMICA DEL PROBLEMA BATTERI NEI FUELS
„ La crescita microbica nei fuels è un problema già noto
nel mondo petrolifero, che si è soltanto ripresentato in
forma più aggressiva con l’avvento del biodiesel quale
additivo nel gasolio autotrazione.
„ Ciò ha provocato significanti problematiche nelle
stazioni di rifornimento. La chiave guida del sistema è
rappresentata dal controllo e dall’ analisi su base
regolare del carburante.
„ Risulta a questo punto molto importante riattivare la
tecnica di housekeeping alle stazioni di rifornimento
per garantire uno stato di salubrità al carburante
CHE COSA E’ IL BIODIESEL
„ E’ un carburante alternativo biologico prodotto da oli
vegetali, tropicali, animali ecc.
„ Chimicamente risulta essere completamente
differente dalla natura del diesel.
„ Facilità la crescita microbiologica e la formazione di
cere a bassa temperatura.
„ Tutto ciò provoca la formazione di una biomassa che
porta in fase finale alla produzione di biofilm e
sedimenti organici inerti che, data la natura insolubile
degli stessi, si depositano sulle strutture metalliche
fino a bloccarne la funzionalità.
CONTAMINAZIONE MICROBIOLOGICA
„ COSA PROVOCA :
„ Distribuzione non sterile nel sistema
„ Maggiormente trattenimento dell’acqua in
sospensione, dovuta alla presenza del FAME,
risultante essere anche una fonte di alimentazione
ricca per la crescita batterica
„ CONSEGUENZE :
„ Crescita batterica vigorosa in termini di milioni di
germi vivi, morti e dormienti
„
Formazione di depositi mucillaginosi/gelatinosi
insolubili
COSA SUCCEDE NEI P.V. ?
„ Crescita batterica nel diesel
1. Formazione di biofilm sulle pareti metalliche e sulle
tubazioni con deposito nei filtri
2. Riduzione drastica della rata di pompaggio
3. Intasamento dei filtri montati nel P.V. con sostituzione
accentuata degli stessi
4. Richiesta di intervento manutentivo con relativi costi
5. Stop attività di rifornimento con ripercussioni
economiche e di immagine
Witches Hat Filter
Meter Filters
Nozzle Filter
More Nozzle Filters
DIAGRAMMA DI INTERVENTO
„ Identificazione delle sorgenti di contaminazione
microbica dall’upstream ad downstream
„ Campionamento ed analisi in tutto il sistema di
distribuzione
„ Determinazione del livello di attività microbica
„ Soluzione della problematica con ripristino
dell’erogazione
„ La via da seguire per il futuro
SOLUZIONI E STRADA DA SEGUIRE NEL FUTURO
„ Possibile riduzione del tenore d’acqua nel fuel
„ Buoni rapporti tra fornitori e gestori dei P.V.
„ Tecnica di housekeeping e controllo qualità nei
terminals su base periodica
„ Tecnica di housekeeping nelle stazioni di rifornimento
carburante su base periodica
„ Miglioramento dei metodi di prova della carica
batterica con inserimento del testo rapido ATP
ATP : Una diagnostica rapida
e veloce per il monitoraggio
biologico dei carburanti
Microorganismi nella nostra vita
„ Microorganismi di vari tipi esistono nel ns.
ambiente vitale
„ Essi possono essere un sistema per la
produzione di cibi, per il trattamento di
acque di scarico, per la produzione di
biofuels oppure per la produzione di
prodotti indesiderati ( biomassa )
„ In tutti i casi è necessario quantificare
il livello di microorganismi e il loro stato
vitale
„ Esistono vecchie tecniche di laboratorio
sulla crescita microbica per calcolare il
numero di batteri viventi
„ La tecnica analitica ATPmetria risulta
essere un sistema efficiente e rapido per
misurare il livello microbico in situ
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Che cosa è ATP e come può essere misurata
„
ATP (Adenosina Trifosfato) è una molecola
essenziale per la vita cellulare perchè
rappresenta la principale forma di accumulo
di energia disponibile ed è presente in tutti
gli organismi viventi
„
ATP viene prodotta dalla
•
•
„
La quantità di ATP presente è direttamente
proporzionale alla quantità di biomassa
•
Mg++
ATP + luciferin + O2
luciferase
AMP + PPi + oxyluciferin + LIGHT
reazione di glicolisi in cellule viventi dove la
sorgente di energia è fonte di formazione per
molte reazioni chimiche e funzioni biologiche
all’interno della cellula
E’ presente in condizioni aerobiche
anaerobiche e anossiche
•
•
•
•
La misura è basata sul princpio della
Bioluminescenza
Una reazione enzimatica trasforma l’ATP in
luce in presenza di Luciferasi
La quantità di luce (Relative Light Units –
RLU) è direttamente proporzionale alla
quantità di ATP presente nella biomassa
Successivamente la luce prodotta dalla
reazione viene misurata e viene calcolato il
livello di ATP utilizzando un Fotometro.
La quantità di ATP misurata è direttamente
correlata con il numero di cellule vive e morte
presenti nella biomassa.
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L’ applicazione in campo
„ 1 pg di ATP è equivalente a 1000
microorganismi
„ Area di interesse applicativo
• La presenza di alti livelli di FAME
agevola la crescita microbica nei
carburanti con degrado del fuel e
produzione di biomassa che impatta
i filtri e gli iniettori.
• Principali problemi si hanno nei
Diesel e nei Jet fuels.
• Aggiungere un monitoraggio nei
normali programmi di controllo di
integrità dei fuels.
• Stabilire zone di contaminazione
nella catena di distribuzione.
• Monitorare l’applicazione dei biocidi.
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Il Servizio
„ Il fornitore della strumentazione, ha
stabilito i limiti di ATP per un monitoraggio
biologico con una tool rapida con la
seguente modalità :
•
•
•
•
•
Viene utilizzato un kit da campo per
misurare l’ATP in 4 minuti e ad un costo
economico
Si da un valore aggiunto in un servizio di
monitoraggio considerando che un
semplice kit di campo rappresenta un
provvedimento risolutivo
Si definiscono campagne di monitoraggio,
audits, ispezioni, analisi microbiologiche
con risultati in situ che consentono di
programmare immediatamente le azioni
risolutive,
Si Identifica e focalizza il problema dove
riscontrato, consolidando le azioni richieste
e monitorandone il beneficio
Si programma una qualità addizionale ad
un intervento standard sulle Stazioni di
Servizio
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Risultati di confronto tra UFC/l e pg. ATP
„ Da una indagine di laboratorio effettuata analizzando 150
campioni di gasolio con entrambe le tecniche analitiche,
abbiamo potuto stimare quanto appreso :
„ 43 % dei campioni sono raffrontabili
„ 5 % dei campioni mostrano ATP alto e UFC moderato
„ 52 % dei campioni non sono raffrontabili
„ I risultati si riferiscono solo all’analisi effettuata sulla fase
minerale ad esclusione di eventuale acqua libera di fondo. La
tabella successiva invece riporta i dati ottenuti sugli stessi
campioni dopo vigorosa agitazione.
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Risultati di confronto tra UFC/l e pg. ATP su
campioni sottoposti ad agitazione forzata
„ Da una indagine di laboratorio effettuata analizzando 150
campioni di gasolio con entrambe le tecniche analitiche,
abbiamo potuto stimare quanto appreso :
„ 78 % dei campioni sono raffrontabili
„ 2 % dei campioni mostrano ATP alto e UFC moderato
„ 20 % dei campioni non sono raffrontabili
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Conclusioni :
ATP è una chiave innovativa che permette di effettuare rapidi audit di
qualità ed ispezioni in campo, utilizzando un sistema analitico preciso,
sensibile ed accurato con risultati immediati;
Essi sono :
„ una survey presso un P.V. per monitorare qualità e stabilità del
carburante lungo tutta la catena di distribuzione;
„ un controllo della qualità dei biofuel per trazione/aviazione con risultati
in loco;
„ l’applicazione di un metodo analitico normato ASTM D 7687-2011 per la
misura della carica microbica totale;
„ la prova effettuata sempre su campioni vigorosamente agitati ed
omogenei.
„ se si è in presenza di campioni con doppia fase (carburante e acqua di
fondo), si consiglia di effettuare la prova separatamente su entrambe le
fasi.
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