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    食品級二氧化碳的質譜檢測

    2019/12/27 16:13:26點擊:

    如果二氧化碳短缺,我們或許喝不到肥宅快樂水了。食品與二氧化碳的關系密不可分,例如可樂,啤酒等飲料,二氧化碳的濃度在食品也是有標準要求,是否可以達到生產標準。

    二氧化碳在食品的應用很廣泛,食品級二氧化碳主要應用于各種碳酸飲料以及食品防腐中,尤其是在碳酸飲料中發揮著重要的作用,有著一定的調節風味、消暑的效果。并且,食品級二氧化碳關系到食品健康和安全,所以對其品質要求極高。

    盡管我國從2006年12月1日起,食品添加劑液體二氧化碳執行與國際飲料協會(ISBT)標準等效的GB10621-2006新國標。但國內仍有部分食品用二氧化碳生產廠家的產品未能完全按照GB10621-2006的質量標準要求進行質量控制。同時使用食品級CO2生產相應產品的用戶片面認為只要產品純度達到99.9%或99.99%就是食品級二氧化碳,未按照相關標準進行必要檢測就驗收原料,孰不知即便純度高,其所含的有毒有害雜質仍可能超標。

    作為一個工業產物,在CO2產生和提純過程中,必然也和其他液體化工原料一樣帶有雜質。產生CO2的反應中的副產物,過濾,提純CO2時帶污染物等等。

    ESS與CO2的因緣

    從 US FDA 發現運往一家世界領先的飲料工業企業制造的 CO2 中存在20ppb的苯開始,我們就著手研發食品級氣體分析。迄今為止,涉及保密問題,不能詳細描述此事。當時英國供應商聯系我們,要求我們在極短時間內,為他們安裝快速,可靠,低檢測限的測試系統。

    當時,工業中的 “化學氣體” CO2 產生問題,主要是由于用作原料的天然氣在硝酸銨生產的氣體合成過程中,存在苯散逸引起的。這就需要采用再生碳過濾器對成品CO2進行吸附過濾。這樣就出現了問題,過濾器是根據理論,以恒定濃度的苯作為依據來定時再生。

    在反復監控后,我們發現,在過濾階段,苯的濃度會出現很大變化,導致在過濾器定時再生之前,經常會出現飽和穿透現象,使苯的過濾效果明顯變差,這就是CO2 中存在苯的含量較高的原因。如果在所有過程中安放監測點,用在線式質譜分析的數據對過濾器再生進行預測及監測,那否可及時發現質量問題,使得問題在工藝流程結束之前得到解決。

    這樣就促成了ESS公司歷史上最大項目的產生。我們為客戶安裝了 3 套全自動化的系統,用來監測多達 32 個樣品點,某些用于連接加熱樣品的管線超過 1000 米。

    此系統可監測生產過程 (硝酸銨副產物) 中所有環節的 CO2 氣體品質,若超過濃度限值,可關停生產。在安裝期間,客戶適應了質譜的分析速度和準確性后,新增監測管線進行控制,采用質譜監測氣體合成回路 (過去常采用GC),快速更新時間。

    經過這些檢測后,被FDA禁停的氣體運輸得以恢復。

    分析的組分                 檢測范圍
    苯 (Benzene)        1-100ppb 報警@ 5ppb (部分中間產品和成品)
    二氧化碳 (CO2)          97 - 99.999%  (部分中間產品和成品)
    氫氣 (Hydrogen)              20-60% (合成回路)
    氮氣 (Nitrogen)       40-50% (合成回路)
    甲烷 (Methane)        0-500ppm (合成回路)
    乙烷 (Ethane)         0-100ppm (合成回路)

    對于高純度的CO2檢測:

    ESS公司的質譜系統,可以很好地檢測受限物質至低于限制濃度,可快速、直接控制過程?捎糜谫|控檢測,出具 “合格/不合格” (Pass/ Fail) 證書。

    其他同類型客戶的應用:

    高純 CO2

    分析的組分  檢測范圍
    1-3-丁二烯 <0.1ppb
    <0.1ppb
    CO <0.5ppm
    CO2 <0.5ppm
    DME <0.1ppb
    DMS >1ppb
    乙醇 <0.1ppb
    H2S <5ppb
    甲苯 <0.1ppb

    食品級氣體

    分析的組分  檢測范圍
    1ppb - 100ppb
    CO2 5ppm - 100%
    H2 10ppm - 100%
    N2 10ppm - 100%
    甲烷 10ppm - 100%
    乙烷 10ppm - 100%
    O2 0.5ppm - 100%


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