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Electrical contact material arc erosion: experiments and modeling towards the design of an AgCdO substitutePons, Frédéric 06 April 2010 (has links)
AgCdO is one of the most widely used contact materials in the world because of its outstanding performance. Nevertheless, due to environmental considerations, it will soon be completely forbidden by European environmental directives. Therefore, finding a good substitute is of crucial importance.
Electrical arc erosion plays a crucial role in the reliability and life of power switching devices. Depending on the contact material's behavior in response to an electrical arc, surface damage can induce severe changes in contact material properties that will impact the power switching device's functioning. Consequently, electrical arc effects and consequences on the contact material surface are of first importance.
In this context, we have focused our research activities on the following axes.
First of all, in order to better understand AgCdO (Current contact material in aerospace industry) and AgSnO₂(Potential candidate to AgCdO substitution) arc erosion behaviors, arc erosion experiments, where the power switching devices have been subjected to different numbers of arc discharges, have been realized.
Further, a general macroscopic electrical contact arc erosion model valid for low and high currents was developed. To compare model results to experimental data, this model describes the complete breaking process of electrical contacts and gives the total amount of material removed after one breaking operation. In parallel, arc erosion experiments on AgCdO power switching devices have been conducted at high currents (0
-> 1000 A) in order to validate the arc erosion model.
Next, using the general arc erosion model, the properties having the greatest
influence on the electrical arc erosion process have been determined through simulations
on silver contact material. At this stage, ab initio calculations were needed to obtain
ranges of variation of certain silver contact material properties.
Finally, an investigation of the trends of changing local contact material on these identified material properties was performed. This study composition of AgSnO₂was based on ab initio calculations for two different oxide compositions of AgSnO₂.
These will allow us to give directions to aid the design of a good substitute for AgCdO, and therefore, to complete the main objective of this research work.
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Abscheidung funktioneller Schichten mittels PlasmatronzerstäubungKupfer, Hartmut, Ackermann, Eckehard, Hecht, Günther 28 April 2010 (has links) (PDF)
Zinn- und Zinnlegierungsschichten wurden mittels einer Magnetronquelle auf CuSn6-
Substrate aufgebracht. Durch Wahl geeigneter Legierungspartner (Al. Ti), die galvanisch nicht
abscheidbar sind, konnten Schichtwerkstoffe mit neuen Eigenschaften hergestellt und hinsichtlich
einer Eignung als Kontaktveredelung geprüft werden. Verantwortlich dafür ist eine Umwandlung
der grobkristallinen, durch säulenförmige Kristallite geprägten in eine feinkristalline dichte, zur
Oberfläche parallel orientierte Struktur.
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Abscheidung funktioneller Schichten mittels PlasmatronzerstäubungKupfer, Hartmut, Ackermann, Eckehard, Hecht, Günther 28 April 2010 (has links)
Zinn- und Zinnlegierungsschichten wurden mittels einer Magnetronquelle auf CuSn6-
Substrate aufgebracht. Durch Wahl geeigneter Legierungspartner (Al. Ti), die galvanisch nicht
abscheidbar sind, konnten Schichtwerkstoffe mit neuen Eigenschaften hergestellt und hinsichtlich
einer Eignung als Kontaktveredelung geprüft werden. Verantwortlich dafür ist eine Umwandlung
der grobkristallinen, durch säulenförmige Kristallite geprägten in eine feinkristalline dichte, zur
Oberfläche parallel orientierte Struktur.
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Kombination von instrumentell-analytischen Verfahren und Biotests zur Untersuchung von Migraten aus LebensmittelverpackungenMittag, Nadine 05 November 2009 (has links) (PDF)
An Lebensmittelverpackungen wird heutzutage durch die zunehmende Nachfrage nach einfach zubereitbaren Fertigprodukten eine Vielzahl von Anforderungen gestellt. Diese Verpackungen sollen das Lebensmittel zum Beispiel vor Licht und Mikroorganismen schützen, weiterhin sollen sie verformbar, temperaturbeständig, mechanisch und chemisch belastbar sein. Sie sollen das Lebensmittel vor Aromaverlust bewahren, einen Gasaustausch ermöglichen und einen konstanten Feuchtigkeitshaushalt erhalten. Für den Verbraucher dagegen sind hauptsächlich das optische Erscheinungsbild und die Qualität des verpackten Lebensmittels von Bedeutung. Um diesen hohen Anforderungen entsprechen zu können, sind moderne Lebensmittel-verpackungen technologisch sehr hochwertige Produkte, die sich durch eine Kombination von unterschiedlichen Materialien auszeichnen. Im vielschichtigen Aufbau der Verpackung liegt gleichzeitig die Migrationsproblematik begründet. Durch den Einsatz von unterschiedlichen monomeren Ausgangsstoffen und resultierenden Reaktionsprodukten besteht ein Migrationspotential, welches von der Verpackung auf das Lebensmittel ausgeht. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Migration aus verschiedenen Konservendosen und Kunststoffverpackungen, welche zum größten Teil derzeit als Verpackung im Lebensmittelsektor eingesetzt werden, zu untersuchen. Dazu wurden Gesamtmigrate mit unterschiedlichen Simulanzien (für wässrige, alkoholische und fetthaltige Lebensmittel und Milchprodukte) hergestellt. Einen Schwerpunkt stellte dabei die Analytik von speziell in fetthaltige Simulanzien migrierende Substanzen dar, da es sich hierbei um den sogenannten worst case handelt. Zusätzlich wurde versucht die migrierenden Substanzen mittels chromatographischen Methoden zu identifizieren und quantifizieren. Die kommerziell erhältlichen Standardsubstanzen beziehungsweise die isolierten Migrationsprodukte und die Gesamtmigrate wurden in einem Zellkulturtest (Neutralrottest) an humanen Zelllinien (Hep-G2, HT-29) auf ihr zytotoxikologisches Potential untersucht und bewertet. Ein Hauptaugenmerk sollte dabei auf migrierende Substanzen mit einem Molekulargewicht von unter 1000 Da gelegt werden. Moleküle von dieser Größe bilden eine mögliche Gefahr für den menschlichen Organismus, da sie durch den Gastrointestinaltrakt potentiell absorbierbar sind.
Im Migrat des untersuchten Epoxyanhydrid-Coating (EP-AH-Coating) wurden die gesetzlich geregelten Substanzen BADGE, BADGE*2H2O und BPA identifiziert und quantifiziert. Deren Anteil an der Toxizität des Gesamtmigrates war mit circa 0,5 % sehr gering. Zur weiteren Aufklärung der Gesamttoxizität wurde das Migrat in vier Fraktionen (< 400 Da, 400-700 Da, 700-1000 Da, > 1000 Da) eingeteilt. Es wurde gezeigt, dass eine Fraktionierung des Migrates keinen Verlust des zytotoxikologischen Potentials auslöste. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Fraktionen < 400 Da und > 1000 Da keinen zytotoxischen Effekt hervorriefen, im Gegensatz zu den Fraktionen zwischen 400-700 Da und 700-1000 Da. Die Fraktion 400-700 Da besaß das höchste zytotoxikologische Potential. Die Effekte der einzelnen Fraktionen lagen aber unter den bestimmten zytotoxikologischen Effekten im Gesamtmigrat. Bei der Untersuchung der gesammelten Fraktion 400-1000 Da konnte festgestellt werden, dass sich das zytotoxikologische Potential im Gegensatz zum Gesamtmigrat erhöht hat. Dies lässt auf Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der einzelnen Fraktionen schließen, wobei offensichtlich die Substanzen < 400 Da und > 1000 Da eine inhibierende Wirkung auslösten. Neben den genannten gesetzlich geregelten Substanzen wurde die Substanz Cyclo-diBADGE als Leitsubstanz für die Fraktion 400-700 Da identifiziert, quantifiziert und im Zelltest untersucht. Durch diese vier (BADGE, BADGE*2H2O, BPA, Cyclo-diBADGE) Substanzen konnten nun 18 % (Hep-G2) bzw. 22 % (HT-29) der Gesamttoxizität des Gesamtmigrates unter der Annahme von additiven Effekten aufgeklärt werden. Für die Ketchupverpackung konnte der Aufbau der einzelnen Schichten aufgeklärt werden. Von der lebensmittelzugewandten Seite wurden 60 % des Gesamtmigrates durch migrierende Kunststoffadditive aufgeklärt und 17 % des Migrates von der Außenseite. Ein Problem stellte dabei das Antioxidans Irgafos 168 dar, welches sich während der Probenvorbereitung und der Probenlagerung zu seinem Oxidationsprodukt umwandelte und somit als Summenparameter bestimmt wurde. Die anderen migrierenden Substanzen lagen nach der Probenvorbereitung und Lagerung der Probe unverändert vor. 97 % der migrierenden Substanzen aus der Innenseite der Verpackung und 38 % aus der Außenseite besaßen ein Molekulargewicht < 1000 Da und waren somit toxikologisch relevant. Im Migrat der lebensmittelzugewandten Seite wurden die Substanzen TBAC, DEHA, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid, Ölsäureamid, Erucamid, Irgafos-168-Äquivalente und Irganox 1076 identifiziert und quantifiziert. Diese Substanzen stellten 58,9 % des Gesamtmigrates dar. Das Migrat der Außenseite konnte nur zu 17,1 % durch die Substanzen TBAC, DEHA, DBS, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid, Ölsäureamid und Erucamid aufgeklärt werden. Von den in den Migraten der Kunststofffolie identifizierten Substanzen konnte nur für TBAC, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid und Ölsäureamid ein IC50-Wert im Neutralrottest ermittelt werden. In Abhängigkeit der untersuchten Zelllinie wurde ebenfalls für die genannten vier Substanzen der Anteil an der Toxizität des Gesamtmigrates unter Annahme, dass additive Effekte vorherrschen abgeschätzt. Dementsprechend konnte für die dem lebensmittelzugewandte Seite 16 % (Hep-G2) bzw. 9 % (HT-29) und für das Migrat der Außenseite 11 % (Hep-G2) bzw. 5 % (HT-29) der Gesamttoxizität aufgeklärt werden. / Today many of demands are make on food contact material particularly in the field of convenience food. The packaging should protect the food before light and microorganism; the packaging should be also flexible, temperature and mechanical resistant and chemical inert, but also the nutrient-providing elements of foods ought to be protected. For the consumer are primarily the appearance and the quality of the food from interest.
To meet these high requirements modern food contact materials are products of high technological quality. They mostly consist of a combination of variably materials, resulting in a multilayer structure. This composition of the packaging causes not only the desired positive effects, but also the migration risk of substances and substance groups from the packaging material into the food.
Analyzing the migrating substances from different cans and plastic packing materials, which for the most part are currently in use in the food industry, was the aim of this work. For this purpose overall migrates were made with different kinds of food simulants (aqueous food (100 % H2O), alcoholic beverages (10% EtOH), diary products (50% EtOH) and fatty food (95% EtOH)). The main focus was set on the analytic of the migrating substances in fatty foods or simulants respectively, which is also called as the worst case.
At first the migrating substances were identified and quantified chromatographically. Afterwards the cytotoxic potential of the commercial standard substances and isolated migrating substances were investigated by a cell culture assay (Neutral Red Assay) on human cell cultures (Hep-G2, HT-29).
The attention was set on migrating substances with a molecular weight below 1000 Da. These substances are potentially able to be absorb by the gastrointestinal and so they might be a risk for the human health.
The legally regulated substances BADGE, BADGE*2H2O and BPA were identified and quantified in the migrate of the investigated epoxy anhydride coating (EP-AH-Coating). Only 0.5 % of the cytotoxicity of the overall migrate could be explained via this three substances. For the further investigation of the cytotoxic effect of the overall migrate, the migrate was divided in four parts with different molecular weights (< 400 Da, 400-700 Da, 700-1000 Da, > 1000 Da). The single fractions were also determined in the neutral red assay for their cytotoxic potential. The fractions < 400 Da and > 1000 Da did not inhibit the cell viability. The fraction with the molecular weight 400-700 Da induced the highest cytotoxic effect on both cell lines. The single cytotoxic effects of the fractions 400-700 Da and 700-1000 Da were lesser than the effect of the overall migrate. But the effect of the fraction 400-1000 Da was higher than the effect of the overall migrate. Obviously there are interactions between the molecules of the single fractions, whereas the substances with a molecular weight < 400 Da and > 1000 Da had an inhibitive effect of the cytotoxic potential of the overall migrate.
In the fraction 400-700 Da Cyclo-diBADGE was identified as a marker substance. Cyclo-diBADGE was isolated, quantified and investigated in the neutral red assay. Finally 18 % (Hep-G2) or 22 % (HT-29) of the cytotoxic effect of the overall migrate was estimate under the assumption of additional cytotoxic effects by these four (BADGE, BADGE*2H2O, BPA, Cyclo-diBADGE) substances.
The multilayer structure of a second food packaging material for single ketchup portions was clarified. About 60 % of the migrating substances from the food contact side of the lamination were characterized by plastic additives and 17 % of the migrating substances of the non food contact side. 97 % of the migrating substances from the food contact side of the lamination exhibited a molecular weight below 1000 Da and might be a toxicological relevant. TBAC, DEHA, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamide, Oleamide, Erucamide, Irgafos-168-äquivalents and Irganox 1076 were identified and quantified in the migrate on the food contact side of the lamination. In the neutral red assay a cytotoxic effect (IC50) was determined for the substances TBAC, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamide and Oleamide. Depending on the investigated cell line 16 % (Hep-G2) and 9 % (HT-29) of the migrating substances from the food contact side of the lamination and 11 % (Hep-G2) and 5 % (HT-29) of the migrating substances of the non food contact side explained the cytotoxic effect of the overall migrates respectively.
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Kombination von instrumentell-analytischen Verfahren und Biotests zur Untersuchung von Migraten aus LebensmittelverpackungenMittag, Nadine 16 October 2009 (has links)
An Lebensmittelverpackungen wird heutzutage durch die zunehmende Nachfrage nach einfach zubereitbaren Fertigprodukten eine Vielzahl von Anforderungen gestellt. Diese Verpackungen sollen das Lebensmittel zum Beispiel vor Licht und Mikroorganismen schützen, weiterhin sollen sie verformbar, temperaturbeständig, mechanisch und chemisch belastbar sein. Sie sollen das Lebensmittel vor Aromaverlust bewahren, einen Gasaustausch ermöglichen und einen konstanten Feuchtigkeitshaushalt erhalten. Für den Verbraucher dagegen sind hauptsächlich das optische Erscheinungsbild und die Qualität des verpackten Lebensmittels von Bedeutung. Um diesen hohen Anforderungen entsprechen zu können, sind moderne Lebensmittel-verpackungen technologisch sehr hochwertige Produkte, die sich durch eine Kombination von unterschiedlichen Materialien auszeichnen. Im vielschichtigen Aufbau der Verpackung liegt gleichzeitig die Migrationsproblematik begründet. Durch den Einsatz von unterschiedlichen monomeren Ausgangsstoffen und resultierenden Reaktionsprodukten besteht ein Migrationspotential, welches von der Verpackung auf das Lebensmittel ausgeht. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Migration aus verschiedenen Konservendosen und Kunststoffverpackungen, welche zum größten Teil derzeit als Verpackung im Lebensmittelsektor eingesetzt werden, zu untersuchen. Dazu wurden Gesamtmigrate mit unterschiedlichen Simulanzien (für wässrige, alkoholische und fetthaltige Lebensmittel und Milchprodukte) hergestellt. Einen Schwerpunkt stellte dabei die Analytik von speziell in fetthaltige Simulanzien migrierende Substanzen dar, da es sich hierbei um den sogenannten worst case handelt. Zusätzlich wurde versucht die migrierenden Substanzen mittels chromatographischen Methoden zu identifizieren und quantifizieren. Die kommerziell erhältlichen Standardsubstanzen beziehungsweise die isolierten Migrationsprodukte und die Gesamtmigrate wurden in einem Zellkulturtest (Neutralrottest) an humanen Zelllinien (Hep-G2, HT-29) auf ihr zytotoxikologisches Potential untersucht und bewertet. Ein Hauptaugenmerk sollte dabei auf migrierende Substanzen mit einem Molekulargewicht von unter 1000 Da gelegt werden. Moleküle von dieser Größe bilden eine mögliche Gefahr für den menschlichen Organismus, da sie durch den Gastrointestinaltrakt potentiell absorbierbar sind.
Im Migrat des untersuchten Epoxyanhydrid-Coating (EP-AH-Coating) wurden die gesetzlich geregelten Substanzen BADGE, BADGE*2H2O und BPA identifiziert und quantifiziert. Deren Anteil an der Toxizität des Gesamtmigrates war mit circa 0,5 % sehr gering. Zur weiteren Aufklärung der Gesamttoxizität wurde das Migrat in vier Fraktionen (< 400 Da, 400-700 Da, 700-1000 Da, > 1000 Da) eingeteilt. Es wurde gezeigt, dass eine Fraktionierung des Migrates keinen Verlust des zytotoxikologischen Potentials auslöste. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Fraktionen < 400 Da und > 1000 Da keinen zytotoxischen Effekt hervorriefen, im Gegensatz zu den Fraktionen zwischen 400-700 Da und 700-1000 Da. Die Fraktion 400-700 Da besaß das höchste zytotoxikologische Potential. Die Effekte der einzelnen Fraktionen lagen aber unter den bestimmten zytotoxikologischen Effekten im Gesamtmigrat. Bei der Untersuchung der gesammelten Fraktion 400-1000 Da konnte festgestellt werden, dass sich das zytotoxikologische Potential im Gegensatz zum Gesamtmigrat erhöht hat. Dies lässt auf Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der einzelnen Fraktionen schließen, wobei offensichtlich die Substanzen < 400 Da und > 1000 Da eine inhibierende Wirkung auslösten. Neben den genannten gesetzlich geregelten Substanzen wurde die Substanz Cyclo-diBADGE als Leitsubstanz für die Fraktion 400-700 Da identifiziert, quantifiziert und im Zelltest untersucht. Durch diese vier (BADGE, BADGE*2H2O, BPA, Cyclo-diBADGE) Substanzen konnten nun 18 % (Hep-G2) bzw. 22 % (HT-29) der Gesamttoxizität des Gesamtmigrates unter der Annahme von additiven Effekten aufgeklärt werden. Für die Ketchupverpackung konnte der Aufbau der einzelnen Schichten aufgeklärt werden. Von der lebensmittelzugewandten Seite wurden 60 % des Gesamtmigrates durch migrierende Kunststoffadditive aufgeklärt und 17 % des Migrates von der Außenseite. Ein Problem stellte dabei das Antioxidans Irgafos 168 dar, welches sich während der Probenvorbereitung und der Probenlagerung zu seinem Oxidationsprodukt umwandelte und somit als Summenparameter bestimmt wurde. Die anderen migrierenden Substanzen lagen nach der Probenvorbereitung und Lagerung der Probe unverändert vor. 97 % der migrierenden Substanzen aus der Innenseite der Verpackung und 38 % aus der Außenseite besaßen ein Molekulargewicht < 1000 Da und waren somit toxikologisch relevant. Im Migrat der lebensmittelzugewandten Seite wurden die Substanzen TBAC, DEHA, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid, Ölsäureamid, Erucamid, Irgafos-168-Äquivalente und Irganox 1076 identifiziert und quantifiziert. Diese Substanzen stellten 58,9 % des Gesamtmigrates dar. Das Migrat der Außenseite konnte nur zu 17,1 % durch die Substanzen TBAC, DEHA, DBS, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid, Ölsäureamid und Erucamid aufgeklärt werden. Von den in den Migraten der Kunststofffolie identifizierten Substanzen konnte nur für TBAC, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamid und Ölsäureamid ein IC50-Wert im Neutralrottest ermittelt werden. In Abhängigkeit der untersuchten Zelllinie wurde ebenfalls für die genannten vier Substanzen der Anteil an der Toxizität des Gesamtmigrates unter Annahme, dass additive Effekte vorherrschen abgeschätzt. Dementsprechend konnte für die dem lebensmittelzugewandte Seite 16 % (Hep-G2) bzw. 9 % (HT-29) und für das Migrat der Außenseite 11 % (Hep-G2) bzw. 5 % (HT-29) der Gesamttoxizität aufgeklärt werden. / Today many of demands are make on food contact material particularly in the field of convenience food. The packaging should protect the food before light and microorganism; the packaging should be also flexible, temperature and mechanical resistant and chemical inert, but also the nutrient-providing elements of foods ought to be protected. For the consumer are primarily the appearance and the quality of the food from interest.
To meet these high requirements modern food contact materials are products of high technological quality. They mostly consist of a combination of variably materials, resulting in a multilayer structure. This composition of the packaging causes not only the desired positive effects, but also the migration risk of substances and substance groups from the packaging material into the food.
Analyzing the migrating substances from different cans and plastic packing materials, which for the most part are currently in use in the food industry, was the aim of this work. For this purpose overall migrates were made with different kinds of food simulants (aqueous food (100 % H2O), alcoholic beverages (10% EtOH), diary products (50% EtOH) and fatty food (95% EtOH)). The main focus was set on the analytic of the migrating substances in fatty foods or simulants respectively, which is also called as the worst case.
At first the migrating substances were identified and quantified chromatographically. Afterwards the cytotoxic potential of the commercial standard substances and isolated migrating substances were investigated by a cell culture assay (Neutral Red Assay) on human cell cultures (Hep-G2, HT-29).
The attention was set on migrating substances with a molecular weight below 1000 Da. These substances are potentially able to be absorb by the gastrointestinal and so they might be a risk for the human health.
The legally regulated substances BADGE, BADGE*2H2O and BPA were identified and quantified in the migrate of the investigated epoxy anhydride coating (EP-AH-Coating). Only 0.5 % of the cytotoxicity of the overall migrate could be explained via this three substances. For the further investigation of the cytotoxic effect of the overall migrate, the migrate was divided in four parts with different molecular weights (< 400 Da, 400-700 Da, 700-1000 Da, > 1000 Da). The single fractions were also determined in the neutral red assay for their cytotoxic potential. The fractions < 400 Da and > 1000 Da did not inhibit the cell viability. The fraction with the molecular weight 400-700 Da induced the highest cytotoxic effect on both cell lines. The single cytotoxic effects of the fractions 400-700 Da and 700-1000 Da were lesser than the effect of the overall migrate. But the effect of the fraction 400-1000 Da was higher than the effect of the overall migrate. Obviously there are interactions between the molecules of the single fractions, whereas the substances with a molecular weight < 400 Da and > 1000 Da had an inhibitive effect of the cytotoxic potential of the overall migrate.
In the fraction 400-700 Da Cyclo-diBADGE was identified as a marker substance. Cyclo-diBADGE was isolated, quantified and investigated in the neutral red assay. Finally 18 % (Hep-G2) or 22 % (HT-29) of the cytotoxic effect of the overall migrate was estimate under the assumption of additional cytotoxic effects by these four (BADGE, BADGE*2H2O, BPA, Cyclo-diBADGE) substances.
The multilayer structure of a second food packaging material for single ketchup portions was clarified. About 60 % of the migrating substances from the food contact side of the lamination were characterized by plastic additives and 17 % of the migrating substances of the non food contact side. 97 % of the migrating substances from the food contact side of the lamination exhibited a molecular weight below 1000 Da and might be a toxicological relevant. TBAC, DEHA, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamide, Oleamide, Erucamide, Irgafos-168-äquivalents and Irganox 1076 were identified and quantified in the migrate on the food contact side of the lamination. In the neutral red assay a cytotoxic effect (IC50) was determined for the substances TBAC, DBP, N-Ethyltoluolsulfonamide and Oleamide. Depending on the investigated cell line 16 % (Hep-G2) and 9 % (HT-29) of the migrating substances from the food contact side of the lamination and 11 % (Hep-G2) and 5 % (HT-29) of the migrating substances of the non food contact side explained the cytotoxic effect of the overall migrates respectively.
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Development of headspace solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry method for analysis of volatile organic compounds in board samples : Correlation study between chromatographic data and flavor properties / Utveckling av fastfas mikroextraktion gaskromatografi masspektrometisk metod för analys av flyktiga organiska föreningar i kartongprover : Korrelationsstudie av kromatografisk data och smakegenskaperZethelius, Thea January 2021 (has links)
The purpose of this thesis work was to develop a headspace solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) method to detect volatile organic compounds (VOCs) in board samples and to statistically investigate potential correlation between chromatographic data and flavor data obtained from a trained panel. The developed method would hopefully serve as a complement to the already established routine analyses at Stora Enso and gain an increased understanding of which VOCs in the board influence its flavor properties. The impact of incubation time and adsorption time on the area under curve (AUC) was studied with a Design of Experiment screening using the software MODDE. The screening data showed a correlation between large AUC and low repeatability measured as relative standard deviation (RSD). The data was hard to fit to a model due to the large RSD values for the replicates, AUC for identified compounds as response gave an acceptable fit. The regression coefficients for the model showed that a longer adsorption time gave larger AUC, while incubation time had no significant impact on the response. Instead of following up the screening with an optimization, the focus was shifted to improving the repeatability of the method, i.e. lowering the RSD. The high RSD was believed to mainly be the result of leakage of analytes and unstable temperature during adsorption, preventing the system from reaching equilibrium. Different heating options and capping options for the vial was tested. Septum in crimp cap ensured a gas tight seal for the vial, giving lower RSD values and larger AUC compared to the other alternatives, showing that there was indeed a leakage. Using oil bath ensured stable temperature during the adsorption and detection of a larger number of VOCs but created a temperature gradient in the vial due to it not being fully submerged in the oil. Oil bath gave larger AUC, but still high RSD due to the temperature gradient making the method sensitive to variance in fiber depth in the vial. The final method was performed with 2 g of board sample in a 20 ml headspace vial sealed with a crimp cap with septa. The incubation and adsorption were performed with the vial immersed in a 90-degree oil bath. 20 min incubation time was chosen based on the time it took to get a stable temperature gradient in the vial, and 20 minutes adsorption time was chosen as a good compromise between large AUC and low RSD. Compared to Stora Ensos routine analysis, the developed SPME method gave chromatograms with an improved signal-to-noise ratio for the base line and several more peaks with larger AUC. For the board sample used during method development, the SPME-method identified 34 VOCs, while the routine analysis only identified 12. The developed method was applied on 11 archived board samples of the same quality that were selected based on their original flavor properties, to get a large diversity of samples. Flavor analysis was performed by letting a trained flavor panel describe the flavor based on intensity and character of the water that had individually been in indirect contact with one of the 11 board sample for 24 h. Potential correlation between chromatographic data obtained with the developed method and the flavor experience described by the flavor panelists was statistically investigated with the multivariate analysis software SIMCA. The correlation study showed that a combination of 12 VOCs with short retention time are most likely the main source of off-flavor which of 5 could only be identified with the developed SPME method. VOCs with long retention time did not contribute to an off-flavor and might have a masking effect on flavor given by other VOCS, however not confirmed in this study. Furthermore, the age of the board samples proved to be a good indicator for prediction of the flavor intensity, whereas the total AUC of the samples was not. Possible correlation between detected VOCs in the samples and flavor character given by the flavor panel were seen, however the variation in the data and the sample set were too small, preventing from making conclusions on individual VOCs impact on the flavor experience. The developed HS-SPME-GC-MS method would serve as a complement to the already established routine analyses at Stora Enso and has slightly increased the understanding of which VOCs in the board influence the flavor properties
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Alternativ till plast i storkök : Nuläge och utbytesförslag för kommunala storkök inom Eskilstuna kommunHalléhn, Lisa January 2015 (has links)
The aim of this degree project was to study the use and presence of plastic in municipal large-scale catering establishments from preschool to high school and in geriatric care. It was also to get a deeper knowledge about the substance BPA and the plastic PVC and their connection with food. The third aim was to lay forward some suggestions for Eskilstuna about continued work and substitution in their municipal large-scale kitchens. The means for data gathering was databases, websites, scientific reports, on site visits, interviews, online survey and communication by phone and email. The result from the case study was that plastic articles as containers, disposable materials, utensils and food packages for storing food were used in hot, ambient, cold and freezing temperatures. Nine types of plastic were found: PP, PE, PC, PVC, PA, PS, PET, melanin and SAN. All large-scale kitchens had disposable gloves, plastic films and plastic bags. In the first two examples, some brands were made of PVC-plastic. PC-plastic was found in some drinking glasses, plastic food pans, utensils, bowls and jugs. BPA is a common additive in production of PC-plastic and therefore these articles may contain BPA. Between all ten municipal large-scale kitchens, there are some differences and similarities. Of all the kitchens, no one had exactly the same articles or methods, and some had also special routines that differed from the others. The suggestions to Eskilstuna municipality were to remove those articles that contained BPA or chlorinated plastics (especially those products that already had an alternative on the procurement contract), contact the suppliers and wholesalers and ask which products that both are made of PC and contain BPA or other bisphenols, develop a exchange plan for products that do not fulfil the future regulations of KRAV and finally demand in procurement that the product do not contain BPA, PVC or other chlorinated plastics. / KRAV-certifiering av kommunala storkök inom Eskilstuna kommun
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