Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie dwukolumnowej adsorpcyjnej chromatografii gazowej do rozdzielania i oznaczania gazów powstających podczas fermentacyjnego wytwarzania bio-wodoru

Rybarczyk P., Makoś P., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2018

|

Vol. 10, No. 2

105--114

PL

Bio-wodór może być otrzymywany m.in. w wyniku przetwarzania biomasy ligno-celulozowej (BMLC) w procesach fermentacji ciemnej, realizowanej w atmosferze beztlenowej, lub o niskiej zawartości tlenu, najczęściej w atmosferze azotu. Ważne znaczenie w badaniach optymalizacji warunków ciemnej fermentacji ma analityka składu powstających w procesie mieszanin gazów, które - poza wodorem, zawierają głównie: CO2, CH4 oraz niewielkie stężenia O2. Wyniki wcześniejszych naszych badań pokazują, że z wykorzystaniem długiej (6.5 m) kolumny pakowanej adsorbentem Porapak Q o ziarnach wypełnienia 100 – 120 MESH, przy zastosowaniu azotu jako gazu nośnego, możliwe jest rozdzielenie w warunkach izotermicznych oraz oznaczenie w/w składników mieszanin gazowych z wykorzystaniem detektora cieplno-przewodnościowego (TCD), przy czasie analizy ok. 10 minut. W niniejszej pracy przedstawiono układ aparatu, porównawcze wyniki rozdzielania oraz korzystną metodykę analityczną oznaczania w/w składników gazowych z zastosowaniem dwóch równolegle usytuowanych i stosowanych naprzemiennie kolumn pakowanych, jednej z polimerowym adsorbentem typu Porapak Q oraz drugiej z sitem molekularnym 5 A. Porównano zastosowanie azotu albo helu jako gazu nośnego. Zastosowano dwa szeregowo połączone detektory – detektor cieplno-przewodnościowy o średniej czułości oraz detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID), charakteryzujący się niskim progiem wykrywalności i możliwością oznaczania śladowych zawartości lotnych węglowodorów i innych lotnych organicznych składników obecnych w gazie fermentacyjnym, także innego typu niż pochodzącym z fermentacji ciemnej. Studia i badania tej pracy doprowadziły do wniosków, dotyczących korzystnych zasad postępowania w zakresie analityki mieszanin gazowych z fermentacji ciemnej i innego rodzaju fermentacji, zarówno w zakresie w/w głównych składników mieszanin gazowych obecnych w gazach fermentacyjnych, jak i w zakresie badania śladowych zawartości w gazach fermentacyjnych takich składników, jak CO, COS, NH3, PH3, SO2 oraz różnych lotnych związków organicznych, obecnych nad płynną powierzchnią w bioreaktorze fermentacji.

EN

Bio-hydrogen can be obtained e.g. as a result of processing of ligno-cellulosic biomass (BMLC) in so-called dark fermentation, carried out in an anaerobic atmosphere or with low oxygen content, most often in a nitrogen atmosphere. The analytical composition of the gas mixtures formed in the process, H2, CO2, CH4 and low concentrations of O2 is extremely important in the perspective of the dark fermentation optimization. Our previous research results show that using a column packed with Porapak Q adsorbent with packing grains of 100 - 120 MESH and using nitrogen as the carrier gas, it is possible to fully separate under isothermal conditions and determine the components of the gas mixtures tested using a thermal conductivity detector (TCD) with an analysis time of about 10 minutes. This work presents the apparatus layout, comparative separation results and a favorable analytical methodology for determining the aforementioned gaseous components using two packed columns arranged in parallel and used alternately, one with a Porapak Q type polymer adsorbent and the other with granular zeolite, the so-called 5 A molecular sieve. The use of nitrogen or helium as a carrier gas was compared. Two detectors connected in series were used - a universal thermal conductivity detector of medium sensitivity and a flame ionization detector (FID), enabling highly sensitive detection and trace determination content of volatile hydrocarbons and other volatile organic components present in the fermentation gas, also other than those originated during the dark fermentation. The presented studies and research of this work have led to conclusions regarding favorable rules of conducting the analysis of gas mixtures from dark fermentation and other types of fermentation, both in terms of the above-mentioned main components of gas mixtures present in fermentation gases, as well as in the field of testing trace content in fermentation gases with emphasis on CO, COS, NH3, PH3, SO2 and various volatile organic compounds found above the liquid surface in the fermentation bioreactor.

2

Metodyka rozdzielania i oznaczania lotnych inhibitorów fermentacji w brzeczkach fermentacyjnych ciemnej fermentacji, techniką GC-MS

Makoś P., Słupek E., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2018

|

Vol. 10, No. 2

64--80

PL

W pracy przedstawiono opracowaną w wyniku badań metodykę identyfikacji i oznaczania inhibitorów fermentacji w brzeczkach fermentacji ciemnej z biomasy ligno-celulozowej, z wykorzystaniem ekstrakcji ciecz-ciecz w sprzężeniu z chromatografią gazową ze spektrometrem mas (LLE-GC-MS). W ramach badań dokonano doboru korzystnych warunków ekstrakcji ciecz-ciecz, w tym: pH, objętości rozpuszczalnika ekstrakcyjnego, czasu ekstrakcji oraz warunków wirowania. Opracowana metodyka charakteryzuje się niskimi wartościami granicy wykrywalności (0,0086 – 3,75 mg/L) i oznaczalności, dobrą powtarzalnością i szerokim zakresem liniowości. W próbkach brzeczek fermentacyjnych, zidentyfikowano trzy inhibitory fermentacji (furfural, gwajakol i syringol) w stężeniach w zakresie od 0,04 do 2,45 mg/L. Dodatkowo, osiem innych inhibitorów, w tym głównie lotne kwasy tłuszczowe w stężeniach od 2,86 do 956 mg/L zidentyfikowano w brzeczkach, w trybie SCAN. Wyniki badań, wskazują na konieczność monitorowania przebiegu procesu fermentacji ciemnej w zakresie powstawania inhibitorów fermentacji, których obecność wpływa toksycznie na mikroorganizmy wytwarzające biowodór.

EN

The paper presents the method for the qualitative and quantitative determination of fermentation inhibitors in fermentation broths for bio-hydrogen, using liquid-liquid extraction and gas chromatography with mass spectrometry (LLE-GC-MS). Initially, the extraction parameters were optimized. These included: pH, volume of extraction solvent, pH, extraction time as well as speed of centrifugation. The developed method has low detection limits (0,0086 – 3,75 mg/L), and determination, good repeatability and a wide range of linearity. In fermentation broth samples, three fermentation inhibitors (furfural, guaiacol and syringol) were identified in concentrations ranging from 0.04 to 2.45 mg/L. In addition, eight more inhibitors, mainly volatile fatty acids in concentrations from 2.86 to 956 mg/L, were identified in fermentation broth, using the SCAN mode. The paper demonstrates the need for monitoring inhibitors in fermentation broth during dark fermentation process, due to the fermentation inhibitors are toxic to biohydrogen-producing microorganisms.

3

Metodyka oznaczania sumarycznej zawartości inhibitorów fermentacji ciemnej oraz monocukrów w brzeczkach fermentacyjnych techniką HPLC-RID-UV-VIS/DAD

Słupek E., Makoś P., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2018

|

Vol. 10, No. 2

52--63

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań oraz opracowaną w ich rezultacie metodykę ilościowego oznaczania sumarycznej zawartości inhibitorów fermentacji ciemnej oraz monocukrów w brzeczkach fermentacyjnych z wykorzystaniem techniki chromatografii cieczowej (RP-HPLC-RID-UV-VIS/DAD). Najbardziej przydatną do zbadania sumarycznej zawartości inhibitorów w próbkach rzeczywistych okazało się zastosowanie warunków chromatografii wykluczania jonowego (IExclC) z kolumną Shodex (1) SH1011, 7 µm, 8x300 mm, przy natężeniu przepływu (1,2 mL/min) eluentu o składzie H2O + 0,2% HCOOH z termostatowaniem kolumny w 60°C oraz objętości dozowania brzeczki fermentacyjnej v=50 µL. Metodyka charakteryzuje się niskimi wartościami granicy wykrywalności (0,073 mg/L) oraz oznaczalności (0,219 mg/L), szerokim zakresem liniowości (0,219-3,600) oraz dobrą powtarzalnością (RSD poniżej 4,4 %). Opracowana metodyka została z powodzeniem zastosowana do zbadania sumarycznej zawartości inhibitorów w rzeczywistych próbkach brzeczek fermentacyjnych z oznaczeniem dodatkowym zawartości monocukrów.

EN

The paper presents the results of research and the methodology developed for the quantitative determination of the total content of dark fermenters and monosugars in fermentation broths using the liquid chromatography technique (RP-HPLC-RID-UV-VIS / DAD). The use of Ion Exclusion Chromatography (IExclC) conditions with the Shodex column (1) SH1011, 7 μm, 8x300 mm, with a flow rate of 1.2 mL/min eluent with H2O + 0.2% HCOOH with the eluent proved to be the most useful for testing the total content of inhibitors in real samples. column thermostat at 60°C and dosing volume of fermentation broth v=50 μL. The methodology is characterized by low detection limit values (0.073 mg/L) and determination (0.219 mg/L), wide range of linearity (0.219-3.600) and good repeatability (RSD below 4.4 %). The developed methodology has been successfully used to examine the total content of inhibitors in real samples of fermentation broths with additional monosugars.

4

Zastosowanie technik rozdzielania do identyfikacji i oznaczania lotnych związków tlenoorganicznych stosowanych w analityce procesowej wody i ścieków

Boczkaj G., Makoś P.

Camera Separatoria

|

2014

|

Vol. 6, No. 1

23--36

PL

W pracy przedstawiono przegląd i porównanie metodyk identyfikacji i oznaczania Lotnych Związków Tlenoorganicznych (LZT). Porównano metodyki klasyczne umożliwiające oznaczanie wybranej grupy związków chemicznych należących do LZT lub dokonywanie oznaczeń sumarycznej zawartości z metodykiami wykorzystującymi techniki rozdzielania. Lotne związki tlenoorganicze, do których zaliczane są aldehydy, alkohole, ketony, estry, etery oraz kwasy karboksylowe, należą do grupy priorytetowych zanieczyszczeń uwalnianych do atmosfery. Wytwarzane są głównie ze źródeł antropogenicznych, w tym na szeroką skalę w przemyśle rafineryjnym i włókienniczym. Charakteryzują się wysoką złowonnością oraz toksycznością, a w niektórych przypadkach właściwościami kancerogennymi. Dodatkowo, przyczyniają się do powstawania wtórnych zanieczyszczeń atmosfery oraz zubożania warstwy ozonowej. Negatywne oddziaływanie LZT na środowisko wymusza potrzebę opracowania nowych metod analitycznych umożliwiających ich identyfikację i oznaczenie z dużą dokładnością, na coraz niższych poziomach stężeń. Aktualnie dostępnych jest wiele urządzeń pomiarowych, które różnią się pod względem technicznym, metrologicznym i użytkowym. Zastosowanie technik rozdzielania w procedurze analitycznej umożliwia znaczne zwiększenie spektrum informacji uzyskiwanych z pojedynczej analizy. Najpopularniejsze metody stosowane do oznaczania LZT w próbkach zawierających wodną matrycę, wykorzystują chromatografię gazową z detektorami uniwersalnymi typu MS i FID oraz selektywnymi ECD, PID i O-FID. Stosowana jest również chromatografia cieczowa, w tym głównie wysokosprawna chromatografia cieczowa w układach faz odwróconych (RP-HPLC), chromatografia jonowa i jonowymienna jak również elektroforeza kapilarna. Zastosowanie technik spektroskopowych i woltamerometrycznych jest ograniczone do oznaczeń głównego składnika próbki, wobec czego te techniki wykazują wysoką skuteczność w przypadku analiz wody, natomiast nie znajdują zastosowania podczas oznaczeń próbek o złożonym składzie matrycy tj. próbki ścieków przemysłowych.

EN

The paper presents a review and comparison of methods for identification and determination of Oxygenated Volatile Organic Compounds (O-VOCs). Were compared the classical methodology which allows the determination of a selected group of compounds belonging to the LZT or determinations of its total content with the methodologies utilizing separation techniques. Oxygenated Volatile Organic Compounds including aldehydes, alcohols, ketones, esters, ethers and carboxylic acids, are classified as priority pollutants released to the atmosphere. They are produced mainly from anthropogenic sources, mainly from a large-scale plants of the refinery and textile industries. They have odorous properties and are high toxicity and in some cases carcinogenic. In addition, they contribute to the formation of secondary atmospheric pollutants and depletion of the ozone layer. The negative effects of O-VOCs on the environment, forces the need of development of new analytical methods to enable their identification and determination with high accuracy at low concentration levels. Currently, there are many measuring devices, which differ in terms of technical, metrological and functional. The use of separation techniques in the analytical procedure allows a significant increase in range of information obtained from a single analysis.The most common methods used for determining O-VOC in aqueous samples, use of gas chromatography with universal MS and FID and selective ECD, PID and O-FID detectors. A liquid chromatography is also used, including Reversed Phase - High Performance Liquid Chromatography, ion chromatography and ion exchange chromatography as well as capillary electrophoresis. A spectroscopic and voltamperometric techniques are limited to the quantification of the main component of the sample, therefore have a high efficacy in the case of analyzes of water and are not applicable for determinations of complex sample matrices such as sewage samples.

5

Zastosowanie cieczy jonowych w technikach chromatograficznych

Makoś P., Boczkaj G.

Camera Separatoria

|

2014

|

Vol. 6, No. 1

37--49

PL

Ciecze jonowe (ang. Ionic Liquids, ILs) z uwagi na swoje unikalne właściwości fizyko – chemiczne oraz możliwość prostej modyfikacji budowy, w znacznym stopniu przyczyniły się do rozwoju technik rozdzielania. W chromatografii gazowej fazy stacjonarne w postaci cieczy jonowych stanowią istotne uzupełnienie istniejących faz stacjonarnych na bazie polisiloksanów i glikolu polietylenowego. Ze względu na wysoką stabilność termiczną oraz wysoką polarność umożliwiają selektywne rozdzielenie szerokiej gamy związków. W chromatografii cieczowej, wykorzystywane są do modyfikacji faz ruchomych w celu tłumienia szkodliwych oddziaływań silanolowych, jak również do pokrywania krzemionkowych faz stacjonarnych dla zapewnienia wysokiej rozdzielczości badanych związków. W technikach elektroforetycznych ciecze jonowe stosuje się głównie jako dodatki do buforu podstawowego dla zwiększenia selektywności związków hydrofobowych.

EN

Ionic liquids (ILs) due to their unique physical and chemical properties and the possibility of a simple modification of their composition, have significantly contributed to the development of separation techniques. In gas chromatography the ionic liquids as stationary phases are an important supplement to the existing stationary phases based on polysiloxanes and polyethylene glycol. Due to its high thermal stability and high polarity they allow selective separation of a wide variety of compounds. In liquid chromatography Ils are used to modify the mobile phase to suppress the harmful silanol effects, as well as the coating of the silica stationary phase for high-resolution of test compounds. In electrophoretic techniques, ionic liquids are used mainly as additives in the buffer to increase the selectivity of the basic hydrophobic compounds.

6

Zastosowanie chromatografii gazowej do rozdzielania i oznaczania lotnych związków azoto-organicznych (LZN) w próbkach wody i ścieków

Makoś P., Boczkaj G.

Camera Separatoria

|

2014

|

Vol. 6, No. 2

73--86

PL

W pracy dokonano przeglądu i porównania metod opartych na chromatografii gazowej do oznaczania lotnych związków azoto-organicznych (LZN) w próbkach wody i ścieków. Przedstawione zostały metodyki analityczne wykorzystujące zarówno detektory selektywne tj. detektor azotowo-fosforowy (NPD), detektor powierzchniowej jonizacji (SID), detektor chemiluminescencyjny azotu (CLND), detektor wychwytu elektronów (ECD) jak i detektorów uniwersalnych typu spektrometr mas (MS), tandemowy spektrometr mas (MS/MS) oraz detektor płomieniowo jonizacyjny (FID). Ze względu na wysoką toksyczność oraz negatywne oddziaływanie LZN na środowisko, konieczne staje się opracowanie nowych metod analitycznych, które umożliwią oznaczenie związków na niskich poziomach stężeń. Spośród dostępnych metod największą popularnością i największym potencjałem do różnorodnych zastosowań jest chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas, ponieważ w połączeniu z odpowiednią techniką izolacji lub/i wzbogacania analitów, zapewnia niskie granice wykrywalności względem większości związków z grupy LZN. Pozostałe detektory wykazują wysoką selektywność dla mniejszej liczby związków LZN.

EN

The paper presents a review and comparison of gas chromatographic methods for determination of Volatile Nitrogen-containing Compounds (VNCs) in samples of water and wastewater. The analytical methods that uses both selective detectors such as Nitrogen-Phosphorus Detector (NPD), Surface lonization Detector (SID), Nitrogen Chemiluminescence Detector (CLND), Electron Capture Detector (ECD) and universal detectors: Mass Spectrometry (MS), Tandem Mass Spectrometry (MS/MS) and Flame lonization Detector (FID) were described. Due to the high toxicity and negative effects of VNCs on the environment, it becomes necessary to develop new analytical methods that allow determination of compounds ar Iow concentration level. Among all available methods, the most popular and the greatest potential for a variety of applications have gas chromatography coupled with mass spectrometry, because in combination with techniques of isolation and / or enrichment of the analytes, provide Iow limits of detection for most VNCs. Other detectors have a high selectMty for a smaller number of VNCs compounds.

7

Chemometryczne podejście do optymalizacji dyspersyjnej mikroekstrakcji w układzie ciecz-ciecz (DLLME), jako metody przygotowania próbek do rozdzielania i oznaczania krezoli w ściekach rafineryjnych

Makoś P., Boczkaj G.

Camera Separatoria

|

2014

|

Vol. 6, No. 2

65--71

PL

W pracy przedstawiono procedurę optymalizacji dyspersyjnej mikroekstrakcji w układzie ciecz-ciecz (DLLME), z zastosowaniem frakcyjnych planów czynnikowych tj. planu Placketta-Burman'a oraz centralnego planu kompozycyjnego. Zdefiniowano parametry mające istotny wpływ na efektywność ekstrakcji krezoli i dla nich przeprowadzono procedurę optymalizacyjną, w wyniku której wyznaczono wartości optymalne parametrów w tym pH 6 oraz objętość rozpuszczalnika dyspergującego wynoszącą 0,4 mL.

EN

This paper present the procedurę to optimize dispersive liquid-liquid micro-extraction (DLLME), using fractional factorial plans i.e. Plackett-Burman design and central composite design. The parameters affecting the effidency ofextraction were determined and for them the optimum conditions were established, by which determined the optimum values of parameters including pH 6 and volume of disperser solvent equal 0,4 mL.

8

Zastosowanie chromatografii gazowej do rozdzielania związków tlenoorganicznych – porównanie selektywności faz stacjonarnych o różnej polarności

Boczkaj G., Makoś P.

Camera Separatoria

|

2013

|

Vol. 5, No. 2

70--79

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań rozdzielenia 36 związków z grupy Lotnych Związków Tlenoorganicznych (LZT) z wykorzystaniem kapilarnej chromatografii gazowej z detektorem płomieniowo –jonizacyjnym (GC-FID) oraz trzech faz stacjonarnych o zróżnicowanej polarności. W pracy zbadano selektywność rozdzielania względem poszczególnych LZT oraz n-alkanów. Najbardziej przydatna do rozdzielania związków z grupy LZT okazała się polarna faza stacjonarna w postaci cieczy jonowej (SLB-IL 111) oraz średnio polarna DB-624.

EN

This paper present a results of the separation of 36 reference compounds belonging to the group of Volatile Oxygen-Containing Organic Compounds (OVOCs) using capillary gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) and three stationary phases of different polarity. A selectivity has been studied regarding to OVOCs and n - alkanes. The most useful for the separation of the group OVOCs is a polar ionic liquid stationary phase (SLB-IL 111) and the mid-polar column DB-624.