Beverage Grade Carbon Dioxide Analysis by Gas Chromatography

Význam tématu

Vysoká čistota oxidu uhličitého je klíčová pro výrobu sycených nápojů, kde kontaminanty mohou ovlivnit chuť, kvalitu a bezpečnost finálního produktu. Různé zdroje výroby CO2 představují riziko přítomnosti širokého spektra chemických nečistot, které je nutné spolehlivě detekovat a kvantifikovat, aby bylo možno dodržet přísné průmyslové limity.

Cíle a přehled studie

Cílem představeného řešení je nabídnout komplexní metodu pro analýzu stopových nečistot v potravinářském oxidu uhličitém, zahrnující uhlovodíky, aromáty, kyslíkaté organické látky, sírové sloučeniny i permanentní plyny. Studie popisuje sestavu dvou plynových chromatografů upravených pro různé analytické úlohy a demonstruje jejich výkon pomocí ukázkových chromatogramů.

Použitá metodika a instrumentace

Analytické schéma je rozděleno do dvou systémů:

• GC1 (FID/FID/MSD) – dvojité plamenové ionizační detektory pro celkové uhlovodíky a MSD v režimu SIM pro selektivní sledování fragmentačních vzorců aromátů, oxygenátů a ostatních stopových látek.
• GC2 (SCD/PDHID) – chemiluminiscenční detektor pro kvantifikaci nízkokoncentrovaných sírových sloučenin s kryogenním chlazením a pulzní heliovou ionizací pro analýzu trvalých plynů (O2, N2, CO, Ar, CH4).
• Non-Volatile Organics Concentrator (NVOC) – koncentrační modul pro extrakci těžkých olejovitých organických nečistot z kapalného CO2 do rozpouštědla.
• Vzorkovací ventily a vnitřní odpařovače – umožňují aplikaci plynných i kapalných vzorků s minimální ztrátou stopových komponent.

Hlavní výsledky a diskuse

Prezentované chromatogramy prokázaly schopnost detekovat:

• Uhlovodíky a aromáty s LOQ ve vysokých jednotkách ppb až nízkých jednotkách ppm.
• Oxygenáty a BTEX sloučeniny na úrovni ≤0,25 ppm mol.
• Sírové sloučeniny již od 0,03 ppm pomocí SCD.
• Permanentní plyny O2, N2, CO, Ar a CH4 při koncentracích ≥0,5 ppm mol a LDL pro Ar a O2 v řádu desítek ppb.

Detektor MSD zajistil přesnou identifikaci na základě selektivního monitorování iontů, čímž se minimalizovalo riziko falešně pozitivních výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená sestava umožňuje komplexní kontrolu kvality potravinářského CO2 v souladu s průmyslovými standardy. Laboratoře získají spolehlivý nástroj pro sledování širokého spektra kontaminantů s vysokou selektivitou a citlivostí, což zkracuje dobu analýz a zvyšuje jistotu výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat online monitoring a automatizované odběry vzorků, miniaturizaci detektorů, integraci s hmotnostní spektrometrií vyšších rozlišení nebo implementaci umělé inteligence pro zpracování a interpretaci komplexních dat chromatografie.

Závěr

Popisovaná GC řešení kombinující FID, MSD, SCD a PDHID poskytují robustní a všestrannou platformu pro analýzu trace a ultra-trace nečistot v potravinářském oxidu uhličitém. Díky modulárnímu přístupu je možné metodu přizpůsobit specifickým potřebám různých provozů a zajistit konstantní kvalitu sycených nápojů.

Reference

Nejsou uvedeny žádné literární zdroje.