发酵尾气回收二氧化碳产品中异味解析

王　崇，矫德仁，单晓萍

(1.中昊光明化工研究设计院有限公司 a.科研中心；b.大连光明化学工业气体质量监测中心有限公司，辽宁 大连 116031；2.中石油 大连液化天然气有限公司，辽宁 大连 116600)



发酵尾气回收二氧化碳产品中异味解析

王崇1a，矫德仁2，单晓萍1b

(1.中昊光明化工研究设计院有限公司 a.科研中心；b.大连光明化学工业气体质量监测中心有限公司，辽宁 大连 116031；2.中石油 大连液化天然气有限公司，辽宁 大连 116600)

摘要:以发酵尾气为原料生产的食品级二氧化碳产品，在规定的量化项目检验合格的前提下，未知含氧有机物为二氧化碳产品中异味的主要来源。

关键词:发酵尾气；二氧化碳；异味

“水溶液气味、味道及外观”是食品级二氧化碳产品中一项极其重要的感官评价指标，在GB 10621—2006《食品添加剂 液体二氧化碳》标准中，它是对质量要求中已量化的及未明确限定的杂质给出一个综合的终端限制。

二氧化碳产品的主要原料来自于各种工业废气及地下气井，不同的生产原料和生产工艺生产的二氧化碳产品中，产生异味的物质不同，感官的味道亦差别很大。

1食品级二氧化碳产生异味的物质源

二氧化碳中产生异味的杂质主要为烃类、含氧有机物及硫化物，如：油的味道多源于烃类杂质；醇类、醛类、醚类等含氧有机物会呈现淡淡的酒香及甜味；硫化物则有着强烈的恶臭及腐味。人的嗅觉对各种硫化物的感知量不同，通常，硫化氢含量大于0.2×10-6时，在洁净环境中即可察觉，硫醇类在0.1×10-6以上即可感知，但10-6级的氧硫化碳则无明显味道。

食品级二氧化碳标准中规定的油脂、总挥发烃、总硫等含量的量化要求，有效的控制了导致产生异味的烃类、硫化物等杂质含量。但是近年来，在对二氧化碳样品的检测过程中发现：以发酵尾气为原料生产的食品级二氧化碳产品，在规定的量化项目检验合格的前提下，味觉感官检测项目仍不合格。为此进行了进一步的研究。

表1　产生异味杂质的量化控制项目及要求

注：1) 可口可乐及GB 10621—2006指标； 2) 其他含氧有机物包括：二甲醚、环氧乙烷、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯。

2发酵尾气回收二氧化碳产品异味源

在硫化物以总硫方式控制合格的前提下，发酵尾气回收的二氧化碳产品中可能产生异味的杂质通常为醇、醛、醚、酮、酯等含氧有机物，除了标准中限定的项目外，还存在大分子的醛、酯、醇以及醚、酮、酸等。各类形态的含氧有机物是发酵尾气回收二氧化碳产品的主要异味源，某些杂质含量在10-6级就有明显的味道。在二氧化碳产品的其它指标都符合标准要求的情况下，仍存在“水溶液气味、味道及外观”不合格的可能性，这个结论会有很大的争议，因为人的嗅觉灵敏度相差很大。因此，检测样品中是否含有标准要求以外的有异味的其它杂质就尤为重要，它有时是判断样品合格与否的重要依据。

在生物酶的作用下，发酵尾气回收的二氧化碳气体中的成分十分复杂，提纯工艺的差别又使气体产品中残留的未知有机物的种类也不同，因此，很难定论这些有机物的具体组成。含氧有机物可导致异味，在本文中将GB 10621—2006标准中限定之外的含氧有机物统称之为“未知含氧有机物”。

3未知含氧有机物的确定

3.1未知含氧有机物的确定

在适当的色谱条件下，进入样品后，记录仪上会出现多个杂质峰，经与标准物质比对，不是标准中规定的“其它含氧有机物”中所包含的杂质，这些物质通称为未知含氧有机物。由于反应条件不同和生产工艺的不稳定，不同批次的产品中未知有机物的成分不同，因此同为发酵尾气回收的二氧化碳产品产生异味的杂质也截然不同。

检测条件：FID检测器的气相色谱仪，GDX-104色谱柱Φ4×0.5 m，柱温80℃。

图1　标准物质色谱图

图2　样品中杂质色谱图

3.2未知含氧有机物成分定量

由于缺少标准物质对这些杂质进行定性，因此，只能用一种已知的标准物质外标法对它计量，如未知有机物的体积分数(以乙醇计)x·10-6。

有些样品中的未知有机物为大分子量的有机物合成产生的，在低温色谱柱的条件下，保留时间比较长，因此，检测这样的未知有机物要升高色谱柱的温度或更换色谱柱；未知有机物的沸点比较高，样品的气相中含量要小于液相中的含量，因此，要从样品钢瓶的液相取样，气化后进入仪器装置进行检测。

4对发酵尾气回收的二氧化碳产品中异味问题的几点建议

1. 当“水溶液气味、味道及外观”检测不合格时应通过仪器分析确定“异味源”，并给出定量分析结果，以免因感官差异导致对检测结果产生异议。

2. 对发酵尾气原料建议在二氧化碳提纯工艺时要考虑去除未知有机物，确保生产出合格的产品。

参考文献：

[1] GB 10621—2006 食品添加剂 液体二氧化碳[S].

王崇(1981)，女，硕士研究生，工程师。毕业于大连理工大学有机化学专业。现工作于中昊光明化工研究设计院有限公司科研中心。

Smell Parsing about Carbon Dioxide Products to Fermentation Tail Gas Recovery

WANG Chong1a, JIAO Deren2, SHAN Xiaoping1b

(1.Zhonghao Guangming Research & Design Institute of Chemical Industry Co., Ltd., a.Scientific Research Centre;b.Dalian Guangming Gas Quality Supervision and Inspection Center of Chemical Industry Co., Ltd.,Dalian 116031, China;2. PetroChina Dalian Liquefied Natural Gas Co., Ltd., Dalian 116600, China)

Abstract:In fermentation tail gas as raw material to produce food grade carbon dioxide products, under the premise of the prescribed quantitative project inspection, unknown oxygen-containing organic compounds as carbon dioxide products the main source of the smell.

Key words:fermentation tail gas; carbon dioxide; smell

作者简介：

doi:10.3969/j.issn.1007-7804.2016.02.010

中图分类号：TQ117

文献标志码：B

文章编号：1007-7804(2016)02-0038-02

收稿日期：2015-09-22