바이오 알코올 생산 전처리

바이오 알코올 생산 전처리와 가수분해 공정

바이오 알코올 생산 전처리 및 가수분해 공정의 해석적 모니터링과 탄수화물 및 분해 해석을 위한 대체 기법

모세관 변환 - 극한 그리고 푸리에 변환-적외 분광기 등 몇 가지 대안 분석 기법은 다양한 행렬의 탄수화물 및 분해물 분석에 사용될 수 있다. 그러나 이러한 기법은 일반적으로 크로마토그래피 기법보다 덜 사용된다. CE 방법은 가수 분해 식물 물질(달만 제외) 등 다양한 생물학적 매트릭스의 탄수화물을 분석하는 데 점점 더 많이 적용되고 있다. 식품 및 음료알리프하이트 및 방향제, 방향제 알데히드 및 케톤, 루로닉 화합물(즉 바이오매스 수력 발전소에 존재하는 리노셀룰로스 분해 제품)도 모세관 전기세포이다. 리바소 외 2006년 이누마로 성공적으로 분석되었다. 바이오매스 수산화물에서 탄수화물과 CE에 의한 분해 분석은 분석기에 몇 가지 난제를 제시한다. 모세관 전기장에서 분석 물질의 분리는 전기장에서 충전된 분자의 미분 움직임에 따라 달라진다. 대부분의 탄수화물은 중성이기 때문에 우선 충전된 종으로 전환해야 한다. CE 버퍼에서 탄수화물을 충전하는 것은 무기 금속 양이온 또는 산화물과 결합하거나(예: 붕산염, 스탠네이트, 모빕데일) 강한 알칼리성 조건에서 이온화를 유도함으로써 달성되었다. 주로 약하거나 현저하게 높은 pKa를 가진 코뿔소 셀룰로스 분해는 CE 방법론을 사용하여 분리를 달성하기 위해 탄수화물과 유사한 유도 전략을 요구한다. CE를 통한 분리가 실현 가능하다면 적절한 검출 전략의 개발은 과제로 남는다. 예를 들어, 대부분의 탄수화물은 CE 분리와 함께 사용되는 일반적인 광학 검출기에 필요한 강한 색소포스 또는 플루오포린 기능 계열이 부족하다. 저주파 UV 측정은 가능하지만 대부분의 탄수화물과 관련된 낮은 소멸 계수 때문에 이러한 측정의 민감도와 선택성은 매우 낮다. 따라서 분석 전 적절한 자외선 흡수 또는 형광 색소로 다양한 예열 및 후열 유도해야 한다. 탄수화물 검출도 굴절계 및 전기화학 검출 기법을 사용해 가능하지만, 이러한 측정의 보고된 민감도는 낮다. 생물학적 샘플에 적용되는 CE 방법이 증가하고 있음에도 불구하고, 수산화물 바이오매스의 탄수화물과 리노셀룰로스 분해 분석을 위한 CE의 적용은 바이오매스-수소 매트릭스의 복잡한 성질에 대한 소유가 특히 어렵다는 것을 증명할 수 있다. CE 분석 중 탄수화물의 검출로 인한 합병증을 완화하기 위해 두 가지 접근법을 취하였다. 한 가지 접근방식에서 탄수화물 검출에 대한 CE와 ESI-MS의 조합은 CE 분리 탄수화물의 효율적인 검출이 입증되었다. 이 전략은 열화 제품 분석에도 적용할 수 있을 것이다. 단, CE-MS 분석에서 유의미한 주의사항은 MS 친화적 버퍼 또는 고급 탈염화 기법의 요구사항으로 분석에서 추가적인 복잡성을 야기한다. 전기화학적 탐지를 이용한 별도의 접근도 취해졌다. 탄수화물은 약한 산이기 때문에 높은 pH(> 12)에서 그들의 옥시 음이온으로 변환되는데, 이러한 옥시온은 CE와 펄스 암미터 검출을 이용하여 직접 검출되었다. 이러한 전략은 바이오매스 수산화물에 존재하는 분석 물질의 분석에 대해 평가되지 않았다는 점에 유의해야 한다. 모세관 분석 시스템 모세관 전기영동계통의 기능을 설명할 수 있다. 시스템은 시작과 끝에서 웰을 교차하는 두 개의 마이크로 채널로 구성된다. 짧은 채널은 분석이 필요한 샘플 재료를 포함하고, 긴 채널은 완충 용액을 포함하고 있다. 교차점에서 버퍼의 샘플 유체 주입 흐름을 얻기 위해서는 우물 안에 통합된 전극을 통해 전위차를 구해야 한다. 전기 스위칭으로 교차 영역에 위치한 샘플 볼륨을 더 긴 격리 채널에 주입할 수 있다. 이 채널에서 플러그는 분자 크기와 전하에 따라 구성 요소로 분리된다. 미세유체구조의 특징은 전형적 가로 세로 비율이 1인 홈과 최대 센티미터의 홈으로 곡선 형태로 배열해 콤팩트 한 시스템을 구현하는 것이 특징이다. 이러한 구조의 손쉬운 처리를 위해, 이러한 CE 시스템을 125 mm × 85 mm 면적의 마이크로 티터 플레이트와 같은 표준화된 플랫폼에 배치할 것을 권장한다. 예를 들어 96개의 CE 시스템을 이 영역에 통합할 수 있다. 미세유체 채널의 단면은 여기서 50μm × 50μm의 범위 내에서 가로 세로 비율인 것이 특징이다. 구조화된 면적을 고려하여 마이크로 가공의 금형 제작 방법이 권장된다. 이 경우 금형 삽입물은 황동으로 미세 가공하여 제작한다. 이 기술로 모세관 교차점의 정확한 기하학적 설계를 이미 달성할 수 있다. 교차로에서 코너의 반경은 채널 단면 및 필요한 절삭 공구에 따라 달라지는데, 이 경우 25μm이다. 가로 세로 비율이 1인 유동 구조물과 얇은 캐리어 층이 있는 넓은 면적에 배열된 구조물에 대해서는 주입 압축 프로세스 외에도 뜨거운 엠보싱에 의한 복제가 적절한 복제 방법이다. 이러한 방법의 장점은 금형 부분 내부의 짧은 흐름 경로와 응력 감소로 유체 부분의 전장이 줄어든다는 것이다. 수축력의 중간 정도의 차이와 워페이지는 감소된 것으로 UV, 열 또는 초음파 커버의 다음 공정 단계에 유리하다. CE 시스템은 일반적으로 뜨거운 엠보싱에 의해 PMMA에서 복제된다. PMMA뿐만 아니라 COC나 PEEK도 화학적 저항성, 생체적합성, 전기적 특성 때문에 권장되는 물질이다. 성형 후 모세관 시스템을 확보하려면 마이크로 유체 채널을 커버 공정에 의해 닫아야 한다. 이를 위해 관통 구멍이 있는 커버 플레이트를 UV 지지 본딩에 의해 배치하고 덮는다. 전위차를 적용하는 통합 전도 경로를 가진 성형 및 덮개 CE 시스템을 보여준다.