Analysis of Biomass Using Organic Acid Analysis System

Význam tématu

Rostoucí spotřeba energie a vyčerpávání fosilních paliv kladou důraz na rozvoj alternativních surovin. Biomasa je obnovitelným uhlíkově neutrálním zdrojem vhodným pro výrobu bioetanolu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a spolehlivou metodu pro simultánní stanovení organických kyselin a furánových sloučenin v hydrolyzátech biomasy. Metoda kombinuje analýzu organických kyselin s UV-VIS detekcí pro sloučeniny obtížně detekovatelné vodivostními detektory.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je založena na kapalinové chromatografii s ionexovou kolonkou Shim-pack SCR-102H (300×8 mm) a ochrannou kolonkou SCR-102H (50×6 mm). Mobilní fáze obsahuje 5 mmol/L kyseliny perchlorové, pufr pak 5 mmol/L kyseliny perchlorové, 20 mmol/L Bis-Tris a 0,1 mmol/L EDTA. Průtok obou fází je 0,8 mL/min, teplota kolony 35 °C a objem injekce 10 µL. Detekce organických kyselin (kyselina mravenčí, octová) probíhá vodivostním detektorem CDD-10Avp, furánové sloučeniny (furfural, 5-hydroxymethylfurfural) jsou detekovány UV-VIS detektorem SPD-20AV při 275 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky ve 4 koncentracích (10–400 mg/L) pro analyty vykázaly vynikající linearitu s koeficienty determinace lepšími než 0,9999. Analýza filtrátu po hydrotermálním zpracování biomasy potvrdila účinné oddělení cílových sloučenin od příměsí. Kombinace vodivostní a UV-VIS detekce zajistila selektivní a citlivé stanovení jednotlivých složek.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní stanovení organických kyselin a furánových toxinů v jednom analytickém běhu
• Vysoká citlivost a selektivita díky kombinaci dvou detektorů
• Rychlá analýza s minimální přípravou vzorku
• Vhodné pro kontrolu kvality bioetanolu a optimalizaci předúprav biomasy

Budoucí trendy a možnosti využití

Zavedení hmotnostní spektrometrie by mohlo rozšířit počet stanovitelných sloučenin. On-line předúprava vzorků nebo mikročipová chromatografie může zrychlit a zmenšit analýzy. Vývoj zelených mobilních fází a regenerovatelných ionexů podpoří udržitelnost metod.

Závěr

Popisovaná metoda poskytuje robustní a účinný nástroj pro komplexní analýzu produktů zpracování biomasy. Díky vysoké rozlišovací schopnosti a linearitě je vhodná pro výzkum i průmyslovou kontrolu kvality v oblasti biopaliv.

Reference

V textu nebyly uvedeny specifické literární odkazy.