燃料乙醇：利用 HPLC 進行發酵分析

Steve Cecil

Reporter US Volume 26.3

柱和定量校準標準的單源溶液

燃料乙醇仍然是生物燃料領域的主流，隨著玉米乙醇產量的增加和轉換率的提高，該產品在經濟和環境方面的可行性引起了討論。

通常，燃料乙醇的商業化生產包括將澱粉分解為單糖、酵母發酵這些糖，最後再回收主要的乙醇產品和副產品（例如動物飼料）。

為了確保最終產品的品質，製程中的許多領域都非常重要，例如將玉米基質分解為可發酵糖和蒸餾。

優化發酵可提高乙醇產量和生物燃料設施的盈利能力。未經發酵的殘留糖會降低乙醇濃度、增加工廠用水量，並經常需要額外的發酵設備清潔和維護。

殘留糖的 HPLC 分析的重要性

關鍵測量是發酵液中的殘留糖和乙醇濃度。燃料乙醇廠使用高效液相層析技術 (HPLC) 監控乙醇發酵過程。HPLC 允許詳細監控整個循環，包括糖分轉換為乙醇以及乙醇分解為乙酸。

HPLC分析使用交聯聚苯乙烯/二乙烯基苯樹脂離子交換柱。

1. 運行時間快（12 分鐘）的方法會犧牲早期洗脫糖類的解析度。這些快速方法通常會顯示糊精、麥芽三糖和麥芽糖峰的共洗出。
2. 專注於提高單糖解析度的方法因運行時間過長而受到影響。為了提高早期洗脫糖類的解析度，這些方法的運行時間超過 22 分鐘。

這兩種方法對您的實驗室來說都不是可以接受的折衷方案。SUPELCOGEL™ C-610H 色谱柱已被证明是这一分析的绝佳选择，它不仅缩短了运行时间，还提高了所有八种关键成分的分辨率。图 1 说明了 Supelco 燃料乙醇残留糖混合液中成分分离的改进。

圖 1. 在 SUPELCOGEL C-610H HPLC 色譜柱上運行燃料乙醇殘留糖混合液 (59320-U)

燃料乙醇殘留糖混合物的重要性

確保分析是透過市售的定量校正標準來進行校正是非常重要的。Supelco 燃料乙醇殘留糖混合物包含用於監控發酵過程的關鍵成分。這些成分包括糊精 (DP4+)、麥芽三糖 (DP3)、麥芽糖 (DP2)、D-葡萄糖和乙醇。

除了糖類和乙醇成分外，定量標準還包括乙酸、乳酸和甘油。乳酸和乙酸是發酵過程中產生的分解產物。圖 1  展示了在 SUPELCOGEL C-610H HPLC 色譜柱上運行的燃料乙醇殘留糖混合液。

將 Supelco 的燃料乙醇殘留糖混合物與 SUPELCOGEL C-610H 色譜柱結合使用，可改善發酵並提高乙醇產量。這兩種產品都由您信賴的 Sigma-Aldrich 提供強大的技術支援。

材料

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