Analysis of Food Wrap Films Using Double-Shot Pyrolyzer® Part 2: Analysis of Polypropylene (PP) + Nylon by EGA GC/MS Technique

Význam tématu

Analýza materiálů potravinářských obalů kombinujících polypropylen a nylon je klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin, sledování migrace přísad a optimalizaci výrobních i recyklačních procesů. EGA-GC/MS technologie umožňuje detailní rozbor uvolněných složek při řízené pyrolýze, což přispívá k efektivní kvalitativní a kvantitativní kontrole polymerních fólií.

Cíle a přehled studie/článku

• Prozkoumat složení potravinářských fólií PP+Nylon pomocí dvoufázové pyrolýzy Double-Shot Pyrolyzer®.
• Rozdělit uvolněné plyny na zóny A (100–320 °C) a B (320–600 °C) pro cílenou identifikaci organických látek.
• Ověřit přínos MicroJet Cryo-Trap pro zlepšení rozlišení v GC/MS analýze.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Double-Shot Pyrolyzer® PYA1-024E spojený s EGA-GC/MS.
• Pyrolýza: programované zahřátí od 40 do 600 °C rychlostí 30 °C/min.
• Zónový sběr plynů: zóna A (100–320 °C) a zóna B (320–600 °C) se zachycením pomocí MicroJet Cryo-Trap (–196 °C).
• GC/MS parametry: separační kolona Ultra ALLOY-5 (5% diphenyl-dimethyl polysiloxan, 30 m × 0,25 mm × 0,25 μm), nosný plyn helium 1 ml/min (celkem 40 ml/min), program pece 40 °C (1 min) → 320 °C (20 °C/min), injekční port 320 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Zóna A (100–320 °C): detekována octová kyselina, mastné kyseliny (myristová, laurová) a jejich estery používané jako plasticizéry.
• Zóna B (320–600 °C): přítomny olefinické uhlovodíky n-C6, n-C9, n-C12 a n-C15 z pyrolýzy polypropylenu a ε-kaprolakton, monomer nylonu-6.
• MicroJet Cryo-Trap významně zlepšuje separaci nízkodestilovaných látek, což vede k přesnější identifikaci aditiv i polymerních fragmentů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a citlivá charakterizace polymerních složek a přísad v potravinářských obalech.
• Podpora kontroly kvality a dodržování předpisů při výrobě obalových materiálů.
• Monitorování migrace změkčovadel a potenciálně škodlivých látek do potravin.
• Optimalizace recyklačních procesů na základě přesné identifikace polymerních frakcí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem pro detailní strukturální analýzu.
• Rozšíření aplikace na vícevrstvé a vícekomponentní obalové systémy.
• Automatizace analýzy dat a využití strojového učení pro rychlou detekci odchylek ve složení.
• In-situ a on-line sledování uvolňování složek v reálném čase.

Závěr

Studie potvrzuje, že dvoufázová pyrolýza s následnou EGA-GC/MS analýzou efektivně rozlišuje složky PP-Nylon fólií a umožňuje přesnou identifikaci jak polymerních fragmentů, tak přísad. Metoda představuje robustní nástroj pro zabezpečení kvality potravinářských obalů a podporu recyklačních technologií.

Reference

• Hosaka et al., 49th Japan Analytical Society Meeting (2000).