食品级二氧化碳色谱在线分析

介绍了上海华爱色谱分析技术有限公司研发的GC-9560-HB色谱在线分析系统在食品级二氧化碳生产中的应用，该系统具备多通道样品选择、高灵敏度、24 h在线分析与数据传输、
食品级二氧化碳中苯含量气相色谱分析方法的研究①宋笑明 1 ， 李春瑛 2 ， 王德发 2 ， 杜秋芳 2 ， 阮俊3，吴梦一 41. 河南省计量科学研究院 ， 河南 郑州 花园路 21号450008; 2. 中国计量
免费下载方华；庄鸿涛；陆浩《食品级二氧化碳色谱在线分析》，免费论文下载网免费提供海量论文，拥有中国最大最全的免费论文数据库，供您轻松无限下载！ 的色谱法， 两种方法各有优缺点，要想达到新标准的食品级二氧化碳中硫化物分析，是比
有自动进样系统可作为在线分析仪使用，能输出0-10MA，4-20MA标准信号，用于远程显示
【摘要】： 介绍了上海华爱色谱分析技术有限公司研发的GC-9560-HB色谱在线分析系统在食品级二氧化碳生产中的应用，该系统具备多通道样品选择、高灵敏度、24 h在线分析与数
滕州华普分析仪器有限公司多年致力于食品级二氧化碳色谱分析的研究，推出达到定量要
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食品级二氧化碳中乙醇含量气相色谱分析方法的研究 本实验采用气相色谱法分析二氧化碳中的痕量级组分气体——乙醇.主要影响因素有进样口温度、毛细柱温度、检测器温度、
摘要： 介绍了上海华爱色谱分析技术有限公司研发的GC-9560-HB色谱在线分析系统在食品级二氧化碳生产中的应用，该系统具备多通道样品选择、高灵敏度、24 h在线分析与数据
[农业]应用热解吸气相色谱技术分析食品级二氧化碳中痕量苯 农业仪器权威门户 zgny17/ 地址:杭州市西湖科技园西园八路11 号 联系电话:0571-81953317
【产品名称】食品级二氧化碳检测专用色谱仪又名食品级CO2中硫化物分析仪 【产品功能】 食品级二氧化碳检测专用色谱仪分析主要有两种方法，一种是微库仑法，一种是火焰光

第2 9卷第4期
2 0 l 1 年 8月
低 温 与 特 气  L o w  T e mp e r a t u r e   a n d   S p e c i a l t y   Ga s e s 
Vo L   2 9，N o ． 4 
Al   ，201 1 

食品级二氧化碳色谱在线分析 

摘要：介绍了上海华爱色谱分析技术有限公司研发的 G C - 9 5 6 0 ． H B色谱在线分析系统在食品级二氧化碳生产中的
应用，该系统具备多通道样品选择、高灵敏度、2 4   h在线分析与数据传输、报警与数据查询等多种功能。 
关键词：食品级二氧化碳；报警；远程数据传输；多通道采样；氦离子色谱法；在线分析 ；D C S 
中图分类号：T Q l 1 7   文献标志码 ：B   文章编号： 1 0 0 7 - 7 8 0 4 ( 2 0 1 1 ) 0 4 · 0 0 3 2 - 0 5 
d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 - 7 8 0 4． 2 0 1 1 ． 0 4． 0 0 8 
Onl i n e   Ch r o ma t o g r a ph i c   An a l y s i s   o f   Fo o d   Gr a de   Ca r bo n   Di o x i d e 
FANG  Hua，ZHUANG  Ho n g t a o，LU  Ha o 
( S h a n g h a i   H u a a i   C h r o m a t o g r a p h y   A n a l y s i s   C o ． ，L t d ． ． ， S h a n g h a i   2 0 0 43 7 ，C h i n a ) 
Abs t r ac t ：The   a r t i c l e   i n t r o du c e s   a p pl i c a t i o n   o f   on l i n e   c h r o ma t o g r a p hi c   a n a l y s i s   s y s t e m  i n   f o o d   g r a d e   c a r b o n   d i o x i d e，wh i c h 
i s   p r o d u c e d   b y   S h a n g h a i   Hu a a i   C h r o ma t o g ra p h y   An a l y s i s   C o ． ，L t d ．T h e   s y s t e m  h a s   v a r i o u s   f u n c t i o n s ，s u c h   a s   mu h i c h a n n e l 
s a mp l e   s e l e c t i o n，h i g h   s e ns i t i v i t y，2 4  h   o n li n e   a na ly s i s ，d a t a   t r a ns mi s s i o n，a la r m  a nd   d a t a   qu e r y   e t c ． 
Ke y   wo r d s ：f o o d   g ra d e   c a r b o n   d i o x i d e ；a la r m；r e mo t e   d a t a   t r a n s mi s s i o n；mu h i c h a n n e l ；h e l i u m  i o n i z a t i o n   c h r o ma t o g r a p h； 
o n l i n e   a na ly s i s ；D CS 
近年来不断出现的食品安全问题，国家在食品
安全方面越来越重视，食品级二氧化碳作为重要的
食品添加剂已走进千家万户…。 
二氧化碳 ( C O   )是无色、无味、不可燃气
体，可液化成重的挥发性的无色液体。二氧化碳在
食品方面的主要应用：碳酸饮料、烟丝膨化、食品
保鲜等领域。目前我国食品级二氧化碳的来源为化
工产品副产的二氧化碳气源，如：石灰窑、酿酒
厂、化肥厂的尾气、二氧化碳天然气、热电站、炼
铁厂的烟道气等。在生产过程中，不同来源的二氧
化碳气源中的杂质含量也不同  引。 
食品级二氧化碳中的甲烷、苯和硫化物的分析
有过很多研究。南京特种气体厂有限公司的林培川
F I D直接进样分析食品级二氧化碳中的苯，检测限
做到了0 ． 0 0 9×1 0 ～，已达到 F I D极限。中国计量
收稿1 3 期 ：2 0 1 1 — 0 5 - 2 3 
科学研究院的李春瑛用 A g i l e n t   6 8 9 0 N气相色谱仪
对食品级二氧化碳中的痕量级的苯进行了分析，并
优化了各项参数。云南省计量测试技术研究院的杨
波等人对食品级二氧化碳中的甲烷做过分析，检测
限达 0 ． 0 1×1 0 一。光明化工研究设计院的宋庆明
等人利用 G C - 7 A G气相色谱仪对二氧化碳中的微量
氧硫化碳的稳定性做了研究  』 。 
本公司研发的二氧化碳色谱在线分析系统 G C 一 
9 5 6 0 一 H B，依据 G B   1 0 6 2 1《 食品添加剂 液体二氧
化碳》国标中要求的总烃、硫化物、苯等 3项指
标的在线分析而设计的。这套在线分析系统可以实
现自动采样、自动分析、信号处理以及远传 ，是专
门用于生产过程的检测和控制，在过程控制中起着
常规仪表不可替代的重要作用  。  第4期  方 华，等：食品级二氧化碳色谱在线分析  3 3 
1   实验部分
1 ． 1   仪器
G C 一 9 5 6 0气相色谱仪，配置 V a l c o公司的氦离
子化检测器 ( P D H I D) 、气动十通阀和四通阀、气
动四通选择阀、H e纯化器、F I D检测器、H A 一 1 1 2 
在线数据管理系统。 
H A— l 1 2在线数据管理系统是指实验室检测数
据通过 T C P ／ I P网络接 1 2 1 或 4—2 O   m A模拟信号与
上位机 ( 中央控制室)相连，中央控制室可实时
监控三项数据，并根据报警启动切换命令，使产品
进入缓冲罐或者排空。 
图 1 实验室数据平台
F i g ． 1   P l a t f o r m  o f l a b   d a t a 
毒 ≤ 一   一 一 毒 爨   l l   j   棚 鬈   I ： ： 一   一   i ■ ■   |  j   j   — 露 j   I | 圉 一   目   曩   l   L  鲤曼  … … 
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图 2   HA- 1 1 2在 线数据管理 系统 A界面
F i g ． 2   I n t e r f a c e   A  o f   HA· 1   1 2   o n l i n e   da t a   ma n a g e me n t   s y s t e m
中央控制室可以保存完整的相关设备信息以及
分析结果数据信息。方便调阅、检索。检索得到的
分析结果数据可以输出到 Wo r d模版打印，方便用
户做各种总结报表。开放式数据格式，适用于多用
户数据共享，方便其他数据库管理软件访问以及管
理部门的检索需求。 
此系统具备如下功能：( 1 )分析组分浓度直接
显示。 ( 2 )自动保存数据与谱图，带历史查询功
能，可溯源。( 3 )自动趋势图显示，对于分析组分
的波动一目了然。( 4 )T C P ／ I P或4— 2 0   mA信号至
DC S或 H A一 1 1 2在线数据管理系统。( 5 )可设定报
警阈值，当组分浓度超过阈值时可给出报警信号提
示操作人员。 
图 3   H A 一 1 1 2在线数据管理系统 B界面
F i g ． 3   I n t e r f a c e   B   o f   HA一 1   1 2   o n l i n e   d a t a   ma n a g e me n t   s y s t e m
图 4  DCS显示界面
F i g ． 4   DCS   I n t e r f a c e 
1 ． 2 标准气体
表 1   ( 平衡气：H e 1 
T a b l e   1  S t a n d a r d   G a s(b a l a n c e d   g a s ： He ) 
组分
CH
苯
H2 S 
C OS  3 4   低 温 与 特 气  第2 9 卷
1 ． 3 分析条件
1 ． 3 ． 1   色谱柱
A：玻璃微珠 P e r i s o r b   B   2   m×1 ／ 8  ( Me r c k ) ； 
B： P o r a p a k   Q S   2 m   X   1 ／ 8   ( Wa t e r s ) ；C：H A- 3 0 7 F   3 
m   x   1 ／ 8   ( 华爱) 。 
1 ． 3 ． 2 色谱工作条件
球罐 3 
柱 A：5 O   o C；柱 B：7 O℃。 
1 ． 3 ． 3 样品选择
4路选择 ，可扩展至 1 6路。 
1 ． 3 ． 4 流程图
G C - 9 5 6 0 一 HB气相色谱流程示意图见图5 。 
2 计算方法
图5  G C - 9 5 6 0 ． H B气相色谱流程示意图
Fi g ． 5   Di a g r a m  o f   g a s   c h r o ma t o g r a p hy   o f   GC- 9 56 0- HB
总烃采用 C H   面积定量，用外标法计算结果， 
F I D检测，见公式 ( 1 ) ；苯、硫化物采用面积定
量，用外标法计算结果，P D D检测，见公式 ( 1 ) 。 
A i 咖 。   i 
图6 总烃 ( C H   )谱图
F i g ． 6   Ch r o ma t o g r a m  o f   t o t a l   h y d r o c a r b o n 
式中，   为样品气中被测组分的含量；A   为样品
气中被测组分的峰面积；A  为标准样品中相应已
知组分的峰面积。 
3   分析结果
3 ． 1   分析谱图
分析谱图见图6 、7 。 
图7  P D H I D检测硫化物和苯标准气谱图
F i g ． 7   Ch r o ma t o g r a m  o f   s t a n d a r d   g a s   o f   s u l f i d e 
a n d   b e n z e n e   b y   P D HI D  第4期  方 华，等：食品级二氧化碳色谱在线分析  3 5 
3 ． 2 分析数据
表 2 总烃 ( C H   )标准气分析结果
Ta b l e   2   Te s t   Re s u l t s   o f   s t a n da r d   g a s   o f   t o t a l   h y d r o c a r b o n 
组分  CH  ／v , V ·s 
9 42． 6 
9 48． 3 
95 5． 5 
9 43． 7 
91 4． 3 
9 40． 8 
平 均 值  9 4 0 ． 9 
相对标准偏差／ ％  1 ． 4 9 
表 3  硫化物和苯标准气分析结果
Ta b l e   3   Te s t   Re s u l t s   o f   s t a n d a r d   g a s   o f   s u l f id e   a n d   b e n z e n e 
3 ． 3 线性考察
表4 苯标准气线性考察结果
T a b l e   4   Li n e a r i t y   o f  s t a n da r d   g a s   o f   b e nz e n e 
图 8 
Fi g ． 8 
P D H I D检测0 ． 1× 1 0  苯标准气谱图
C h r o ma t o g r a m  o f   0 ． 1×1 0一  b e n z e n e 
s t a n d a r d   g a s   b y   P DHI D 
图 9 
Fi g ． 9 
P D H I D检测 0 ． 0 5×1 0  苯标准气谱图
Ch r o ma t o g r a m  o f 0． 0 5×1 0   b e n z e n e 
s t a n d a r d   g a s   b y   P DHI D
图 1 O 
Fi g ．1 0
P D H I D检测0 ． 8 ×1 0  苯标准气谱图
C h r o ma t o g r a m  o f 0 ． 8×1 0一  b e n z e n e 
s t a n d a r d   g a s   b y   P DHI D  3 6   低 温 与 特 气  第2 9 卷
0  5000 0  1O OO( 3 O  1 60000  2 O0000   2500 o0
峰 面 积 ( 1 a y * s ) 
图 1 1 苯线性曲线
Fi g ．1 1   L i n e a r i t y   e u l ' v e   o f   be n z e n e 
3 ． 4 检测限
表 5 检测限 ( 单位：1 0  ) 
T a b l e   5  D e t e c t i o n   l i mi t i s( u n i t ： 1 0  ) 
4   结  论
笔者使用不同背景气体进行线性实验，在 0 ． 0 5× 
1 O - 6 到 0 ． 8×1 0  范围内，相关系数超过 0 ． 9 9 9 9 ， 
线性较好，所以不同背景气体不影响数据准确性， 
而标准气体0 ． 8×1 0  以上意义不大 ( 食品级要求
0 ． 0 2×1 0  ) ，0 ． 0 5×1 0  以下较难配制，因此使
用了以上浓度。 
根据分析结果可知，此分析系统有较低的检测
限：硫化物≤O ． 0 2×1 0 ～，总烃≤0 ． 0 5×1 0。 。 。 ，苯
≤O ． 0 0 1×1 0～。因此，本公司研发的二氧化碳在
线分析系统 G C - 9 5 6 0 一 H B能够完成对食品级二氧化
碳主要杂质的色谱在线分析，并具有以下优点： 
( 1 )高灵敏度，检测 限可达：硫化物 ≤0 ． 0 2× 
1 0～，总烃 ≤0 ． 0 5×1 0～，苯 ≤0 ． 0 0 1×1 0 ～。特
别是对于苯的检测，国标要求样品必须小于 0 ． 0 2 
×1 0 一，这就要求仪器检测限提高一个数量级至
0 ． 0 0 2×1 0～，传统意义是使用 F I D浓缩，或者使
用质谱，而氦离子方法给用户多了一种选择；( 2 ) 
多通道样品选择，可 自动选择 4～1 6路样品进样； 
( 3 )2 4   h在线分析与数据传输，可把数据传至 D C S 
或华爱数据管理系统；( 4 )报警与数据查询等多种
功能 可设定域值，启动切换命令，使产品进入缓
冲罐或者排空，并具备历史数据查询功能。 
参考文献： 
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体标准物质的研究 [ J ] ．低温与特气，2 0 0 9 ， 2 7( 6 ) ： 
3 2． 3 9． 
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东化工 ， 2 0 0 9， 3 6( 9 ) ：1 5 8 - 1 5 9 ． 
[ 3 ]田青，孔庆民，等．3 0 0 0   t ／ a食品级液体二氧化碳生产
装置 [ J ] ．氮肥技术， 2 0 0 6 ， 2 7( 4 ) ： 4 1 ． 4 4 ． 
[ 4 ]林培川．食品级二氧化碳中微量苯、总烃、一氧化碳
和甲烷 的连续在线色谱法分析 [ J ] ．低温与特 气， 
2 0 1 0，2 8 ( 6)： 2 7 - 3 1 ． 
[ 5 ]宋笑明，李春瑛，等．食品级二氧化碳中苯含量气相
色谱 分析方法的研究 [ J ] ．低 温与特气 ，2 0 0 9 ，2 7 
( 4)： 2 5 - 2 8 ． 
[ 6 ]杨波，许澍，等．食品级二氧化碳中甲烷分析方法的
研究 [ J ] ．低温与特气， 2 0 0 9 ， 2 7( 4 ) ： 3 9 ． 4 3 ． 
[ 7 ]宋庆明，金炜．二氧化碳 中微量氧硫化碳标准气体的
稳定性 [ J ] ．低温与特气， 2 0 0 9 ， 2 7( 3 ) ： 3 5 - 3 7 ． 
[ 8 ]G B   1 0 6 2 1— 2 0 0 6食品添加剂 液体二氧化碳 [ S ] ． 
作者简介： 
方 华，男，1 9 9 2年毕业于上海大学化学化工系 ，多
年来均从事色谱分析工作。 
坐   业 业 坐 啦 业 业 坐 业 业 业   业   坐 业   业 业 逝 坐 业   韭 业 坐 妇 业   业 坐 业 誊 业 业   坐 业 坐 坐 坐 业 - = W~ r 
昭和 电工扩产东亚地 区高纯氨产能
据报道，昭和电工表示，为了满足电子行业
需求 日益增长，将扩大中国，日本和台湾地区生
产厂高纯度合成氨生产能力总计 2 0 0 0   t ／ a 。 
其中 日本川崎基地生产能力将由 1 0 0 0   t ／ a扩
大至 1 5 0 0   t ／ a ；位于台湾台南的台湾昭和化学品
公司产能将从 1 5 0 0   t ／ a 扩大到2 5 0 0   t ／ a ； 对浙江衢
州巨化的昭和电子化学材料附属公司产能由 5 0 0 
t ／ ， a 扩大到 1 0 0 0   t ／ a ，所有这些扩能项目将在 2 0 1 1 
年底完成，通过扩能，昭和电工高纯度氨 生产能
力将提高到 5 0 0 0   t ／ a 。 
高纯度氨主要用于液晶显示器 ( L C D)面板
生产，还用于氮化镓发光二极管 ( L E D) ，多晶硅
太阳能电池和半导体产品的生产。据昭和电工预
测，东亚地区电子工业市场还将进一步增长，为
了确保高纯度氨的稳定供应，昭和电工决定进行
多个项目的扩能。   本刊编辑部
∞  ∞   们   ∞ 
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