Haihtuvien rasvahappojen analysoiminen nestekromatografisesti

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee nestekromatografian käyttöä haihtuvien orgaanisten happojen (VFA) määrityksessä. Työ sisältää kirjallisuuskatsauksen ja kokeellisen osan. Aluksi tutkittiin kirjallisuuden perusteella bioreaktorin tuotevirrassa esiintyvän VFA:n määrityksen merkitystä reaktorin toiminnalle ja säädölle. Erityisesti tarkasteltiin haihtuvien orgaanisten happojen merkitystä biokaasuntuotannossa. Todettiin, että VFA:n määrä biokaasulaitoksen nestemäisessä tuotevirrassa on hyvä, mutta usein hitaasti määritettävä ilmaisin reaktorin kehittyville toimintahäiriöille, sillä VFA:n määrän kasvu on useimmiten merkki reaktorissa tapahtuvasta inhibitiosta. Lisäksi kirjallisuusosassa esiteltiin perustietoja kromatografiasta menetelmänä. Kromatografiset menetelmät ovat erotusmenetelmiä, joissa liikkuvaan faasiin liuenneet yhdisteet erotetaan toisistaan niiden paikallaan pysyvässä faasissa viettämän ajan perusteella. Retentioajat ja yhdisteiden pitoisuudet luetaan kromatografin ohjelmiston piirtämältä kromatorammilta.

Opinnäytetyön kokeellisessa osassa tutkittiin muutamien haihtuvien orgaanisten happojen erottamista annetulla nestekromatografisella laitteistolla kolmiosaisessa koejärjestelyssä. Tutkitut hapot olivat etikkahappo, propionihappo, voihappo, isovoihappo, valeriaanahappo, isovaleriaanahappo, heksaanihappo ja isoheksaanihappo. Kokeiden tarkoituksena oli selvittää, erottuvatko valitut hapot toisistaan riittävän selkeästi ja tarvittaessa kehittää menetelmää tarkoitukseen paremmin sopivaksi. Aluksi tutkittaville yhdisteille määritettiin retentioajat ajamalla ne kromatografille yksikomponenttiliuoksina. Toisessa vaiheessa valituista hapoista valmistettiin tunnetut liuokset, joiden avulla nestekromatografi kalibroitiin. Samalla määritettiin yhdisteille sopivat kalibrointialueet annetulla laitteistolla. Lopuksi valmistettiin yksikomponenttiliuokset natrium- ja etyyliasetaateista ja määritettiin niiden retentioajat. Kokeen tarkoituksena oli selvittää näkyvätkö kyseiset yhdisteet kromatogrammissa samalla paikalla etikkahapon kanssa. Ensimmäisten kokeiden tuloksina saatiin, että kaikki tutkitut hapot erosivat toisistaan käytetyllä menetelmällä riittävän hyvin. Toisessa kokeessa todettiin, että kalibroinnit onnistuivat enimmäkseen hyvin oletusasetuksilla muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta. Kolmannen kokeen tuloksiksi saatiin, että natriumasetaatti näkyy kromatogrammilla etikkahapon piikissä, kun taas etyyliasetaatti hajosi erotuksen aikana muodostaen useita epäsymmetrisiä piikkejä.