首頁 利泓專欄 拉曼(Raman)/FTIR/NIR應用文章 食品添加級二氧化碳中的不純物分析可以有更快的方法嗎?
聽到二氧化碳除了熟知的溫室氣體之外,還有宴會上的乾冰,近年來在便利商店也可以買到各大飲料廠的氣泡水飲料,還有跟著我們一起長大的可口可樂,裡面的氣泡來源都是二氧化碳。二氧化碳在台灣食品藥物管理署(TFDA)是做為第(七)類的品質改良用、釀造用及食品製造用劑,在111年7月1日就開始實施,對於酸度、磷化氫、硫化氫及還原性有機物有限制,也對於一氧化碳、非揮發性碳氫化合跟揮發性碳氫化合物分別有10 ppb、10 ppm以及50 ppb等規範。二氧化碳根據生產方式可能會有環氧乙烷或是甲烷的殘留,國內則是鼓勵用生質酒精發酵之後取得,此外,食品及二氧化碳中也可能包含多種硫化物。因此為了防止伴隨製程可能產生或是殘留的不純物經過人攝取之後產生危害,應該如何分析二氧化碳中的不純物呢?
根據國際飲料科技組織(The International Society of Beverage Technologists(ISBT))列出如下表:
另外在歐洲工業氣體協會(European Industrial Gases Assocation; EIGA)也列出食品級二氧化碳的限值:
可以發現目前國際對於食品級的二氧化碳對於純度的要求要在99.9%以上,其他還針對水分、氮化合物、碳氫化合物以及總硫分析等。目前的分析包含濕式化學的Zahm & Nagel方法,更進階的也是目前的主流是採離線的氣相層析,某些廠區開始導入線上的紫外可見光分析儀等。然而廠區的人力安排與產能的提升,對於能夠24小時分析,同時不需要太長的保養時間的需求開始增加。氣相層析的管柱是最主要的耗材,為了能夠讓所有的成分分離,也會拉長分析時間,加上氣相層析需要固定時間保養,無形中也會干擾生產排程的安排。
FTIR線上氣體分析儀與線上UV光譜儀類似,但是專一性更好,而且耗材成本更低,對於ISBT跟EIGA列出需要分析的不純物,MAX-iR可以分析大部分的項目,而且也有不錯的分析能力,如下圖顯示:
此外MAX-iR的分析穩定性也非常好,在連續分析二氧化碳的重複性RSD小於0.015%。對於二氧化碳中的不純物的反應時間僅僅只需要75秒就成察覺到不純物的上升,可以讓廠區更快的反應,將製程品質控制在非常狹小的信賴區間。
做為吸收光譜的一種,MAX-iR FTIR線上氣體分析儀對於不純物並非只能反應變化,也能夠準確的反應出線性關係。並且對於每一個不純物分析都有不錯的線性關係。