JP7070758B2 - Smell device - Google Patents
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Description
本発明は、においを分析するにおい嗅ぎガスクロマトグラフィ(GC)又はにおい嗅ぎガスクロマトグラフィ質量分析計(GCMS)などのにおい嗅ぎ装置に関する。 The present invention relates to an odor device such as an odor gas chromatography (GC) or an odor gas chromatography mass spectrometer (GCMS) that analyzes an odor.
におい嗅ぎ装置とは、試料ガスをキャリアガスボンベから供給されるキャリアガスにより試料気化室などの試料導入部を経て分離カラムへ導入し、分離カラムで成分を分離した後、水素炎イオン化検出器(FID)や質量分析計(MS)などの検出器へ導かれる成分ガスの一部を分岐し、検出器による検出と同時に実際にヒトの嗅覚によりにおいを嗅ぐ機器として、食品などのキーとなる香気成分の同定、材料や環境からの異臭分析など幅広い用途で使用されている。 The odor device is a hydrogen flame ionization detector (FID) after the sample gas is introduced into the separation column by the carrier gas supplied from the carrier gas bomb through the sample introduction part such as the sample vaporization chamber, and the components are separated by the separation column. ) And a mass analyzer (MS), which is a key aroma component for foods, etc. It is used in a wide range of applications such as identification of gas and analysis of offensive odors from materials and environment.
におい嗅ぎ装置によりにおいの分析を行う場合、通常、ヒトの嗅覚では感じない物質も検出してしまうため、実際に分離された成分ガスがヒトの嗅覚でにおうか、におわないかを判定する必要がある。
このため検出器へ導かれる前段で分岐された成分ガスは、ヒトがにおいを嗅ぐにおい嗅ぎポートへトランスファーライン(加熱導管)によって導入され、リテンションタイムと検出器の信号から、実際にヒトがにおいを嗅いでヒトの嗅覚で感じるガス(物質)として同定することが行われる。
When analyzing odors with an odor sniffer, substances that are not normally felt by the human sense of smell are also detected, so it is necessary to determine whether or not the actually separated component gas is odorous by the human sense of smell. be.
For this reason, the component gas branched in the previous stage that is guided to the detector is introduced by a transfer line (heating conduit) to the smelling port where humans smell, and the human actually smells from the retention time and the signal of the detector. It is identified as a gas (substance) that is perceived by the human sense of smell.
通常、におい嗅ぎ装置によるにおいの分析は、におい嗅ぎ装置の操作を行う分析担当者と、におい嗅ぎポートでにおいを嗅いで官能評価を行う評価担当者によって実施される。
官能評価は、妨害となるようなにおいのない環境下で評価に集中できるように配慮する必要がある。そのためにおい嗅ぎポートの高さや配置などは、楽な姿勢で官能評価ができるよう配慮され、カラムオーブン内の分岐素子からカラムオーブン外にあるにおい嗅ぎポートまでのトランスファーラインの配管長はある程度の長さ(少なくとも1m前後)が求められる。
また、におい嗅ぎ装置の分離分析ではカラムオーブンが40℃~200℃程度の温度となるため、トランスファーラインの加熱導管は加熱用ヒータにより約200℃程度に設定して、分離カラムで分離された成分ガスがトランスファーラインの加熱導管内で吸着されたり凝縮したりすることがないようにしている(例えば、非特許文献1参照)。
Normally, odor analysis by an odor device is performed by an analyst who operates the odor device and an evaluator who performs sensory evaluation by sniffing the odor at the odor port.
Sensory evaluation needs to be considered so that the evaluation can be concentrated in an environment without disturbing odors. Therefore, the height and arrangement of the odor port are considered so that sensory evaluation can be performed in a comfortable posture, and the transfer line length from the branch element inside the column oven to the odor port outside the column oven is a certain length. (At least around 1 m) is required.
In addition, since the temperature of the column oven is about 40 ° C to 200 ° C in the separation analysis of the sniffing device, the heating conduit of the transfer line is set to about 200 ° C by the heating heater, and the components separated by the separation column. The gas is prevented from being adsorbed or condensed in the heating conduit of the transfer line (see, for example, Non-Patent Document 1).
におい嗅ぎガスクロマトグラフィ(GC)又はにおい嗅ぎガスクロマトグラフィ質量分析装置(GCMS)による分離分析では、カラムオーブン(分離カラム)の温度が、例えば40℃~200℃の範囲において10℃/分の割合で昇温されるのに対して、カラムオーブン内の分岐素子とカラムオーブン外のにおい嗅ぎポート間のトランスファーライン(加熱導管)は加熱ヒータにより約200℃程度の一定温度に固定されているが、カラムオーブン温度とトランスファーラインの温度が異なっている場合、以下の通り、いくつかの不都合が生じることがある。 In separation analysis by sniffing gas chromatography (GC) or sniffing gas chromatography mass spectrometer (GCMS), the temperature of the column oven (separation column) rises at a rate of 10 ° C./min, for example, in the range of 40 ° C. to 200 ° C. On the other hand, the transfer line (heating conduit) between the branch element in the column oven and the sniffing port outside the column oven is fixed at a constant temperature of about 200 ° C by a heating heater, but the column oven If the temperature and the transfer line temperature are different, some inconveniences may occur as follows.
(1)昇温プログラムの比較的低い温度範囲域で分離カラムから溶出する成分ガスが高い温度のトランスファーラインで熱分解され変質する可能性がある。
(2)カラムオーブンの低い温度と高い温度の場合で相対的なトランスファーラインの成分ガス流量抵抗が変化し、分岐素子における分岐流量比に変動が生じて検出器への流量が変わり検出器での感度換算ができなくなる。
(3)分岐素子での分岐流量比がカラムオーブン温度で変わるため成分ガスの線速度も変化し、検出器とにおい嗅ぎポートへの成分ガスの到達時間にずれが生じる。あらかじめある温度で調整しておいても別の温度でずれてくることは避けられない。
本発明は、カラムオーブン温度とトランスファーラインの温度の不一致に伴う不都合を解決したにおい嗅ぎ装置を提供することを目的としている。
(1) In the relatively low temperature range of the temperature rise program, the component gas eluted from the separation column may be thermally decomposed and altered by the transfer line at a high temperature.
(2) In the case of low temperature and high temperature of the column oven, the relative gas flow rate resistance of the component gas of the transfer line changes, the branch flow rate ratio in the branch element fluctuates, and the flow rate to the detector changes, and in the detector. Sensitivity conversion becomes impossible.
(3) Since the branch flow rate ratio in the branch element changes depending on the column oven temperature, the linear velocity of the component gas also changes, and the arrival time of the component gas to the detector and the sniffing port is different. Even if it is adjusted at a certain temperature in advance, it is inevitable that it will shift at another temperature.
An object of the present invention is to provide an odor device that solves the inconvenience caused by the discrepancy between the temperature of the column oven and the temperature of the transfer line.
上記課題を解決するため、請求項1記載の本発明のにおい嗅ぎ装置は、カラムオーブン内に配置された分離カラムで分離された成分ガスを、検出器とカラムオーブン外に配置されたにおい嗅ぎポートへ分岐する分岐素子を有し、分岐素子とにおい嗅ぎポート間を加熱ヒータで被覆された加熱導管からなるトランスファーラインで接続したにおい嗅ぎ装置であって、トランスファーラインには加熱導管温度制御手段を備えるとともに、カラムオーブン内に温度センサーを配置し、温度センサーからの温度検出信号に基づき、加熱導管温度制御手段を介してカラムオーブン温度とトランスファーラインの温度を同期させるよう
にしたものである。 カラムオーブン温度とトランスファーラインの温度を同期させる場合、広範な温度域で分岐流量比や時間ずれを微調整するため、トランスファーラインの温度はカラムオーブン温度にオフセットを与えて同期させることも可能である。
In order to solve the above problems, the odor device of the present invention according to
また、請求項2記載の本発明のにおい嗅ぎ装置は、請求項1記載のにおい嗅ぎ装置であって、トランスファーライン近傍に温度センサーを配置し、カラムオーブン内の温度センサーからの温度検出信号とトランスファーライン近傍に配置した温度センサーからの温度検出信号に基づき、加熱導管温度制御手段を介してトランスファーラインの加熱導管の加熱用ヒータへの給電を制御するようにしたものである。
The sniffing device of the present invention according to
本発明のにおい嗅ぎ装置によれば、分離カラムで分離された成分ガスがトランスファーラインで熱分解により変質が起こる可能性がなく、昇温分析の場合でもにおい成分を精度よく嗅ぐことができる。
また、カラムオーブンの低い温度と高い温度の場合で相対的なトランスファーラインを流れる成分ガス流量抵抗が変化し、分岐素子における分岐流量比に変動が生じて検出器への流量が変わることがないので、検出器での感度換算も精度よく行うことが可能となる。
さらに、検出器とにおい嗅ぎポートへの成分ガスの到達時間にずれが生じることもないので、実際にヒトがにおいを嗅いでヒトの嗅覚で感じるガス(物質)としてリテンションタイムと検出器の信号から整合よく同定することができる。
すなわち、分析条件(例えば、昇温プログラム)の変更によっても分析技術者の操作を煩わせることなくトランスファーライン(加熱導管)の温度が最適に制御されるので、精度よくにおい嗅ぎ分析を行うことができる。
According to the odorizing device of the present invention, there is no possibility that the component gas separated by the separation column is altered by thermal decomposition at the transfer line, and the odor component can be accurately sniffed even in the case of temperature rise analysis.
In addition, the component gas flow rate resistance flowing through the relative transfer line changes depending on the low temperature and high temperature of the column oven, and the branch flow rate ratio in the branch element does not change and the flow rate to the detector does not change. , It is possible to perform sensitivity conversion with a detector with high accuracy.
Furthermore, since there is no discrepancy between the arrival time of the component gas to the detector and the sniffing port, the retention time and the detector signal are used as the gas (substance) that humans actually smell and feel with the human sense of smell. It can be identified consistently.
That is, the temperature of the transfer line (heating conduit) is optimally controlled without bothering the operation of the analysis engineer even if the analysis conditions (for example, the temperature rise program) are changed, so that it is possible to perform odor analysis with high accuracy. can.
以下、図面を用いて本発明のにおい嗅ぎ装置を説明する。
図1は、本発明のにおい嗅ぎ装置の基本構成を示す図である。このにおい嗅ぎガスクロマトグラフィ(GC)1では、キャリアガスボンベ(図示せず)から供給されるキャリアガスが試料気化室などの試料導入部2を経てカラムオーブン10内に配置されている分離カラム3に流れる。キャリアガスは分離カラム3から出て、主流路4を通って、例えば質量分析計などの検出器5に導入される。
分離カラム3の出口に設けられた四方分岐素子6により主流路4から分岐されたキャピラリ副流路7の末端には、におい嗅ぎポート8が設けられている。また、四方分岐素子6にはメイクアップガス供給部9に通じる流路が接続されている。メイクアップガスは四方分岐素子6の内部圧力を一定にし、検出器5が質量分析計の場合、におい嗅ぎポート8から大気を吸引しないようにする。
Hereinafter, the odor device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the sniffing device of the present invention. In this odor gas chromatography (GC) 1, the carrier gas supplied from the carrier gas cylinder (not shown) flows to the
An
におい嗅ぎポート8は、評価担当者自身の嗅覚によりにおい成分を検知するための漏斗状の器具である。評価担当者は、四方分岐素子6にて分岐され、加湿空気(図示せず)とともににおい嗅ぎポート8へ導かれ、におい嗅ぎポート8から吐出される成分ガスのにおいを嗅ぐが、加湿空気はにおい嗅ぎの途中で評価担当者の鼻腔内の粘膜が乾燥することを防止する。
The
四方分岐素子6とにおい嗅ぎポート8間は、加熱ヒータ13で被覆された加熱導管からなるトランスファーライン11で接続されている。
トランスファーライン11(加熱導管)は、図2に示す通り、キャピラリ副流路7とその周りの保護用細管12からなるが、保護用細管12の周りに加熱ヒータ13が巻かれている。加熱ヒータ13の周りは図示しないが断熱材で被覆されている。
保護用細管12の一部にはキャピラリ副流路7に近接して温度センサー14が取り付けられている。温度センサー4は熱電対などの測温体で、キャピラリ副流路7の温度を測定する。
また、カラムオーブン10内には、カラムオーブン10内の温度を測定するための温度センサー15が適宜の位置に配置されている。
The four-
As shown in FIG. 2, the transfer line 11 (heating conduit) is composed of a
A
Further, in the
2つの温度センサー14、15は、トランスファーライン11を構成する加熱導管の加熱導管温度制御手段16に接続されており、両温度センサー14、15からの温度検出信号に基づき、加熱ヒータ13への給電を制御する。すなわち、加熱導管温度制御手段16は、カラムオーブン10内の温度にキャピラリ副流路7の温度を同期させるように制御する。
The two
このような構成により、試料ガスが試料導入部2から注入され分析が開始されるが、通常、カラムオーブン10内の温度があらかじめ設定されたプログラム、例えば40℃~200℃(10℃/分)に従って昇温される。
カラムオーブン10内の温度の上昇に応じて、カラムオーブン10内の温度センサー15とキャピラリ副流路7に近接して配置した温度センサー14の温度検出信号に基づき、加熱導管温度制御手段16を介してカラムオーブン10内の温度に加熱導管(トランスファーライン)の温度が同期するように加熱ヒータ13への給電を加減する。この場合、加熱導管温度制御手段16によりカラムオーブン10内の温度に合わせて加熱導管の温度を昇温できるよう、加熱導管の昇温速度が求められる。実用的には、1℃~40℃/分に対応できることが望ましい。
With such a configuration, the sample gas is injected from the
Based on the temperature detection signals of the
トランスファーライン11の温度は、カラムオーブン10内の温度に対してオフセットを与えてもよい。このようにすることにより、広い温度領域でカラムオーブン10内の温度に応じて変動する四方分岐素子6における分岐流量比や時間ずれを微調整することができる。
なお、17はカラムオーブン外壁である。
The temperature of the
1 ・・・におい嗅ぎ装置
2 ・・・試料導入部
3 ・・・分離カラム
4 ・・・主流路
5 ・・・検出器
6 ・・・四方分岐素子
7 ・・・キャピラリ副流路
8 ・・・におい嗅ぎポート
9 ・・・メイクアップガス供給部
10 ・・・カラムオーブン
11 ・・・トランスファーライン(加熱導管)
12 ・・・保護用細管
13 ・・・加熱ヒータ
14、15 ・・・温度センサー
16 ・・・加熱導管温度制御手段
1 ・ ・ ・
12 ・ ・ ・ Protective
Claims (2)
In the sniffing device according to claim 1, a temperature sensor is arranged near the transfer line, and a temperature detection signal from the temperature sensor in the column oven and a temperature detection signal from the temperature sensor arranged near the transfer line. Based on the above, the sniffing device is characterized in that the power supply to the heating heater of the heating conduit of the transfer line is controlled via the heating conduit temperature control means.
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