APPLICAZIONE DELLA SPETTROSCOPIA NEL MEDIO INFRAROSSO PER IL RICONOSCIMENTO DELL'ORIGINE DEL PELLET

This thesis aims to investigate the possibility of distinguishing pellet wood fuels using infrared spectroscopy, because it’s considered an appropriate analysis technique for detecting the chemical composition of organic materials. Pellet is one of the most solid biofuels used for domestic heating, with an expanding market and therefore, requires continuous quality monitoring. Analyses are necessary to ensure that this product complies with the ISO 17225-2 standards; so, it is necessary to guarantee the safety and traceability aspects of the product, as its origin and source, in addition to the quality parameters. It has been applied Attenuated Total Reflectance - Fourier Transform InfraRed (ATR-FTIR) spectroscopy, that allows a very rapid and non-destructive analysis of the sample, unlike traditional chemical methodologies. In this work, a total of 96 samples of the most common wood used for European pellet production, have been selected and collected. This set of samples include also, wood panels, materials coming from the wood industry, as residues of the chemical process. Through clustering analysis, Hierarchical Cluster Analysis (HCA) and Principal component Analysis (PCA) techniques applied to spectroscopic analyser data, it has been seen that ATR-FTIR results provide information on wood pellet typology, hardwood and softwood, and pellet made by woody materials containing high quantity of chemical products, like glues.

Questo lavoro di tesi mira ad indagare la possibilità di caratterizzare il pellet utilizzando la spettroscopia infrarossa, in quanto ritenuta una tecnica di analisi particolarmente appropriata per lo studio della composizione chimica dei materiali organici. Il pellet è tra i biocombustibili solidi maggiormente utilizzati per il riscaldamento domestico, con un mercato in espansione e richiede perciò, un continuo monitoraggio della qualità. Sono necessarie analisi che garantiscano che questo prodotto sia conforme agli standard delle specifiche di riferimento ISO 17225-2, sia per i valori soglia dei parametri, sia per la tipologia di biomassa utilizzata che da implicite indicazioni non solo circa la qualità, ma anche sulla sicurezza e tracciabilità del prodotto. Per l’analisi dei campioni legnosi è stato utilizzato uno spettrometro con l’accessorio in riflettanza totale attenuata (FT-IR/ATR), uno strumento che permette un’analisi molto rapida e non distruttiva del campione, a differenza delle tradizionali metodologie chimiche. In questo studio, sono stati selezionati e raccolti 96 campioni del legno più comunemente utilizzato per la produzione europea di pellet e materiali provenienti dall'industria del legno, come pannelli di legno semilavorati, caratterizzati quindi, da trattamento chimico in diversa misura. Attraverso il clustering gerarchico (HCA) e l'analisi delle componenti principali (PCA) applicate ai dati spettrali dei campioni, si è visto che i risultati FT-IR/ATR forniscono informazioni sulla tipologia di biomassa, legno di conifera e legno di latifoglia e sul pellet realizzato con materiali legnosi contenenti elevate quantità di prodotti chimici, come colle.