FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS UTILIZATION IN BREWING. PART 1. – THEORETICAL AND PRACTICAL ASPECTS
Vědecké články | 2009 | Kvasný průmyslInstrumentace
Růst nároků na množství vzorků, efektivitu instrumentace a rychlé dodání výsledků klade v analytické chemii důraz na zkrácení doby chromatografických analýz.
Ve pivovarnictví přináší rychlá plynová chromatografie možnost okamžité kontroly aromatických a vedlejších složek, což zlepšuje kvalitu a efektivitu výroby.
Studie představuje teoretické základy rychlé (fast) plynové chromatografie a rozebírá vliv nosného plynu, parametrů kapilárních kolon, teplotního programu a detektorů na rychlost a účinnost analýzy.
Tato první část se věnuje definicím rychlejší GC a praktickým aspektům pro využití v pivovarnickém výzkumu.
Zužší kolonou (100 µm) a vodíkem lze dosáhnout až 9× užších píků a obdobné separační účinnosti při devítinásobně kratší době rozdělení.
Vodík umožňuje vyšší optimální rychlost se šetrnějším poklesem účinnosti nad optimem než helium či dusík.
Elektronické řízení tlaku a flash ohřev pece udržují stabilní podmínky při teplotním programu a umožňují rychlé následné běhy.
Detektory s vysokou vzorkovací frekvencí (min. 200 Hz) zajišťují věrné snímání úzkých píků.
Další zkrácení doby analýzy pomocí mikrofluidních a integrovaných „fast GC“ modulů s topnými bloky s nízkou tepelnou kapacitou.
Bezplynové generátory vodíku zvýší bezpečnost pracovišť.
Propojení s umělou inteligencí a pokročilou dekonvolucí dat a QTOF-MS rozšíří aplikace na monitoring mikroznečištění a biomarkerů.
Rychlejší plynová chromatografie nabízí v pivovarnictví efektivní zkrácení doby analýz bez ztráty rozlišení.
Optimalizace nosného plynu, kolon, teplotního programu a detekční techniky položila základ pro rutinní implementaci v průmyslové výrobě.
GC
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceSouhrn
Význam tématu
Růst nároků na množství vzorků, efektivitu instrumentace a rychlé dodání výsledků klade v analytické chemii důraz na zkrácení doby chromatografických analýz.
Ve pivovarnictví přináší rychlá plynová chromatografie možnost okamžité kontroly aromatických a vedlejších složek, což zlepšuje kvalitu a efektivitu výroby.
Cíle a přehled studie
Studie představuje teoretické základy rychlé (fast) plynové chromatografie a rozebírá vliv nosného plynu, parametrů kapilárních kolon, teplotního programu a detektorů na rychlost a účinnost analýzy.
Tato první část se věnuje definicím rychlejší GC a praktickým aspektům pro využití v pivovarnickém výzkumu.
Použitá instrumentace
- Nosné plyny: helium, vodík, dusík, argon
- Regulace tlaku: elektronické moduly umožňující konstantní průtok či tlakovou programaci
- Kolony: kapilární o průměrech 50–530 µm, délce 10–50 m, filmu 0,1–0,5 µm
- Pec: konvenční s izolační vložkou i flash ohřev až 100 °C/s v odporově vyhřívané trubici; kryo-ochlazení CO₂/N₂
- Detektory:
- FID s make-up plynem pro minimalizaci mrtvého objemu
- mikro-ECD s minimálním prostorem mezi elektrodami
- TOF-MS schopné >500 spekter/s
Hlavní výsledky a diskuse
Zužší kolonou (100 µm) a vodíkem lze dosáhnout až 9× užších píků a obdobné separační účinnosti při devítinásobně kratší době rozdělení.
Vodík umožňuje vyšší optimální rychlost se šetrnějším poklesem účinnosti nad optimem než helium či dusík.
Elektronické řízení tlaku a flash ohřev pece udržují stabilní podmínky při teplotním programu a umožňují rychlé následné běhy.
Detektory s vysokou vzorkovací frekvencí (min. 200 Hz) zajišťují věrné snímání úzkých píků.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné zrychlení rutinních analýz kvality piva
- Okamžitá detekce a kvantifikace aroma a kontaminant
- Úspora plynů a energie díky optimalizovanému teplotnímu režimu
- Možnost on-line sledování výrobních procesů
Budoucí trendy a možnosti využití
Další zkrácení doby analýzy pomocí mikrofluidních a integrovaných „fast GC“ modulů s topnými bloky s nízkou tepelnou kapacitou.
Bezplynové generátory vodíku zvýší bezpečnost pracovišť.
Propojení s umělou inteligencí a pokročilou dekonvolucí dat a QTOF-MS rozšíří aplikace na monitoring mikroznečištění a biomarkerů.
Závěr
Rychlejší plynová chromatografie nabízí v pivovarnictví efektivní zkrácení doby analýz bez ztráty rozlišení.
Optimalizace nosného plynu, kolon, teplotního programu a detekční techniky položila základ pro rutinní implementaci v průmyslové výrobě.
Reference
- Martin A.J.P., Synge R.L.M.: A new form of chromatogram employing two liquid phases. Biochem. J. 35, 1941, 1358–1368
- James A.T., Martin A.J.P.: Gas-liquid partition chromatography: the separation and micro-estimation of volatile fatty acids from formic acid to dodecanoic acid. Biochem. J. 50, 1952, 679–690
- James A.T., Martin A.J.P.: Gas-liquid partition chromatography. A technique for the analysis of volatile materials. Analyst 77, 1952, 915–932
- Golay M.J.E.: Gas Chromatography. Academic Press, New York 1958
- Golay M.J.E.: Gas Chromatography. Butterworths, London 1958
- Desty D.H., Goldup A., Swanton W.T.: Gas Chromatography. Academic Press, New York 1962, 105
- Sacks R., Smith H., Nowak M.: High-speed gas chromatography. Anal. Chem. 70, 1998, 29A–37A
- Van Es A., Janssen J., Cramers C.A., Rijks J.: Sample enrichment in high speed narrow bore capillary gas chromatography. J. High Resolut. Chromatogr. 11, 1988, 852–857
- Klemp M.A., Akard M.L., Sacks R.D.: Cryofocusing inlet with reverse flow sample collection for gas chromatography. Anal. Chem. 65, 1993, 2516–2521
- Akard M.L., Sacks R.D.: High speed GC air monitoring using cryointegration for sample collection. J. Chromatogr. Sci. 32, 1994, 499–505
- Dagan S., Amirav A.: Fast, very fast and ultra-fast gas chromatography-mass spectrometry of thermally labile steroids, carboxylates and drugs in supersonic molecular beams. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 7, 1996, 737–752
- van Deursen M.M., Beens J., Janssen H.G., Leclercq P.A., Cramers C.A.: Evaluation of time-of-flight mass spectrometric detection for fast gas chromatography. J. Chromatogr. A 878, 2000, 205–213
- Korytár P., Matisová E.: Rýchla plynová chromatografia. Chem. Listy 95, 2001, 470–476
- Korytár P., Janssen H.G., Matisová E., Brinkman U.A.Th.: Practical fast gas chromatography: methods, instrumentation and application. Trends Anal. Chem. 21, 2002, 558–572
- Klee M.S., Blumberg L.M.: Theoretical and practical aspects of fast gas chromatography and method translation. J. Chromatogr. Sci. 40, 2002, 234–247
- Blumberg L.M.: Theory of fast capillary gas chromatography. Part 1: Column efficiency. J. High Resolut. Chromatogr. 20, 1997, 597–604
- Blumberg L.M.: Theory of fast capillary gas chromatography. Part 2: Speed of analysis. J. High Resolut. Chromatogr. 20, 1997, 679–687
- Blumberg L.M., Berger T.A.: Molecular basics of peak width in capillary gas chromatography under high pressure drop. Anal. Chem. 65, 1993, 2686–2689
- Giddings J.C., Seager S.L., Stucki L.R., Stewart G.H.: Plate height in gas chromatography. Anal. Chem. 32, 1960, 867–870
- David F., Sandra P.: Use of hydrogen as carrier gas in capillary GC. Am. Lab. 31, 1999, 18–19
- Grand D.W.: Capillary Gas Chromatography. Wiley, Chichester 1996
- Korytár P., Matisová E.: Inštrumentácia pre rýchlu plynovú chromatografiu. Chem. Listy 95, 2001, 783–790
- Zeeuw de J., Vonk N., Smits R., Gummersbach J.: Efficient and fast analysis of a wide range of chemical products using a non-polar 0.15-mm-I.D. capillary column. Int. Lab. 29, 1999, 28–30
- Leclercq P.A., Cramers C.A.: High-speed GC-MS. Mass Spectrom. Rev. 17, 1998, 37–49
- Jaulmes A., Ignatiadis I., Cardot P., Vidal-Madjar C.: Characterization of peak asymmetry with overloaded capillary columns. J. Chromatogr. 395, 1987, 291–306
- Ghijsen R.T., Poppe H., Kraak J.C., Duysters P.P.E.: The mass loadability of various stationary phases in gas chromatography. Chromatographia 27, 1989, 60–66
- David F., Gere D.R., Scanlan F., Sandra P.: Instrumentation and applications of fast high-resolution capillary gas chromatography. J. Chromatogr. 842, 1999, 309–319
- van Deursen M.M., Beens J., Cramers C.A., Janssen H.G.: Possibilities and limitations of fast temperature programming as a route towards fast GC. J. High Resolut. Chromatogr. 22, 1999, 509–513
- Dallüge J., Ou-Aissa R., Vreuls J.J., Brinkman U.A.Th., Veraart J.R.: Fast temperature programming in gas chromatography using resistive heating. J. High Resolut. Chromatogr. 22, 1999, 459–464
- Annino R.: Practical limits of high speed chromatography: Evaluation with a computer based theoretical model of several commercially available gas chromatographs. J. High Resolut. Chromatogr. 19, 1996, 285–290
- Dyson N.: Peak distortion, data sampling errors and the integrator in the measurement of very narrow chromatographic peaks. J. Chromatogr. A 842, 1999, 321–340
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Advantages and Disadvantages of Substitution of Helium as Carrier Gas in Gas Chromatography by Hydrogen. Part II. – Retention Time and Selectivity
2013||Vědecké články
198 Kvasny prum. 59 / 2013 (7–8) Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík. Část II. – Retenční časy a selektivita…
Klíčová slova
vodík, vodíkhelia, heliaethylnatý, ethylnatýplynu, plynunosného, nosnéhozáměny, záměnychromatografii, chromatografiiplynové, plynovétranslation, translationpři, přioctan, octannevýhody, nevýhodyretenční, retenčnílineární, lineárnívýhody
FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS USE IN BREWING. PART 2. – THE DETERMINATION OF HIGH VOLATILE BEER FLAVOURS AFTER HEADSPACE EXTRACTION
2009|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
268 KVASNÝ PRŮMYSL roč. 55 / 2009 – číslo 10 RYCHLEJŠÍ PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE A JEJÍ VYUŽITÍ V PIVOVARSTVÍ. ČÁST 2. – STANOVENÍ VYSOCE TĚKAVÝCH SENZORICKY AKTIVNÍCH LÁTEK V PIVU PO EXTRAKCI HEADSPACE METODOU FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS USE IN…
Klíčová slova
ethylnatý, ethylnatýkvasný, kvasnýoctan, octanprůmysl, průmyslbeer, beerprůtoková, průtokovánosného, nosnéhoflavours, flavourssulphide, sulphideplynu, plynurychlost, rychlostkolona, kolonachromatografické, chromatografickéheadspace, headspacepivu
FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS UTILIZATION IN BREWING. PART 3. – THE DETERMINATION OF SOME LOW VOLATILE BEER FLAVOURS
2009||Vědecké články
304 KVASNÝ PRŮMYSL roč. 55 / 2009 – číslo 11–12 RYCHLEJŠÍ PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE A JEJÍ VYUŽITÍ V PIVOVARSTVÍ. ČÁST 3. – STANOVENÍ VYBRANÝCH SEMIVOLATILNÍCH SENZORICKY AKTIVNÍCH LÁTEK V PIVU FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS UTILIZATION IN BREWING. PART 3. –…
Klíčová slova
kyselina, kyselinafatty, fattyacid, acidkvasný, kvasnýprůmysl, průmyslacids, acidsmastných, mastnýchprůtoková, průtokovákyselin, kyselinkonvenční, konvenčnístanovení, stanovenínosného, nosnéhopivu, pivuvnitřní, vnitřníchain
Advantages and Disadvantages of Substitution of Helium as Carrier Gas in Gas Chromatography by Hydrogen. Part III. – Sample Introduction and Detectors
2013||Vědecké články
242 Kvasny prum. 59 / 2013 (9) Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík Výhody a nevýhody záměny helia jako nosného plynu v plynové chromatografii za vodík. Část III. – Nástřik vzorku a detektory…
Klíčová slova
vodík, vodíknosného, nosnéhodusík, dusíkhelia, heliaplynu, plynuzáměny, záměnyhydrogen, hydrogenplyn, plynplynové, plynovéjako, jakonevýhody, nevýhodyhelium, heliumvodíku, vodíkugas, gaschromatografii