High-Sensitivity Analysis of Impurities in Gas (1)

Význam tématu

Analýza stopových nečistot v plynech je zásadní pro zajištění kvality v průmyslu, medicíně i potravinářství. I velmi nízké koncentrace nežádoucích složek mohou ovlivnit technologické procesy, bezpečnost výrobků či zdravotní nezávadnost.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat schopnost plynového chromatografu Shimadzu Tracera (GC-2010 Plus A s BID-2010 Plus) simultánně detekovat anorganické plyny i lehké uhlovodíky s vysokou citlivostí. Jako příklady byly zvoleny přísady ethylénu a CO₂ používané v potravinářství.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Shimadzu Tracera (GC-2010 Plus A + BID-2010 Plus)
• Vzorkovač: MGS-2010 s heliovou purží proti kontaminaci ovzduším
• Software: GCsolution pro řízení a zpracování dat
• Kolona: micropacked ST, program teploty 35 °C → 250 °C → 270 °C, celkem 20 min
• Nosný plyn: helium s tlakovým programem 250→400 kPa
• Režim injekce: split (1:5), objem 1 mL, teplota injektoru 150 °C
• Detekční podmínky: BID, rozžhavená kovadlinka 280 °C, discharge gas He 70 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

1. Ethylén: Detections of H₂ (~30 ppm), CO (2 ppm), CO₂ (15 ppm) a CH₄ (30 ppm). Chromatogram prokázal dobrou separaci i při nízkých koncentracích.
2. Potravinářský CO₂: Identifikovány stopy CH₄ (2,2 ppm) a C₂H₄ (1,5 ppm). Další složky jako O₂ a N₂ byly rovněž sledovány.
V obou případech byla zajištěna stabilní základna signálu a dostatečné rozlišení i pro složky s výrazně rozdílnou polaritou.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní analýza anorganických plynů a uhlovodíků v jednom běhu
• Vysoká citlivost vhodná pro split injekci i nízké koncentrace nečistot
• Snížení rizika kontaminace díky puržnímu mechanizmu MGS-2010
• Rychlá metoda s časem analýzy kolem 20 minut

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj detektorů s ještě nižšími detekčními limity, implementace softwarových nástrojů pro automatickou kalibraci a prediktivní údržbu, rozšíření aplikací na monitorování čistoty plynů ve farmaceutickém a elektronickém průmyslu.

Závěr

Plynový chromatograf Shimadzu Tracera s BID detektorem nabízí efektivní a spolehlivou cestu ke komplexnímu sledování nečistot v průmyslových a potravinářských plynech. Metoda kombinuje vysokou citlivost, rychlou analýzu a minimální riziko kontaminace.

Reference

• Shimadzu Corporation. LAAN-J-GC-E010, July 2013.