为什么啤酒糟（Bsg）的Ftir分析需要高压实验室压片机？解锁清晰的光谱数据以供研究

高压实验室压片机是对啤酒糟（BSG）进行有效傅里叶变换红外（FTIR）分析的关键赋能工具。其主要功能是将BSG残留物与溴化钾（KBr）粉末的混合物压缩成固体、透明的压片。通过施加巨大的力——在此应用中通常约为8吨——压片机将松散、易散射光的粉末转化为均匀的光学介质，使红外光能够有效穿透。

分析啤酒糟等固体残留物的核心挑战在于它们天然会散射光线而不是透射光线。实验室压片机通过将样品与透明载体熔合，制成致密、玻璃状的圆片，从而解决了这个问题，能够清晰地检测谷物木质纤维素结构中的细微变化。

光学透明的物理学原理

松散的粉末颗粒之间存在微小的间隙和空气空隙。当红外光照射到这些空隙时，光束会向多个方向散射，而不是穿过样品。

实验室压片机施加巨大的压力来压垮这些空隙。这确保了红外光束能够直接到达探测器，防止光谱数据丢失。

在高达100-110千牛（约10-15吨）的压力下，KBr和样品的混合物会发生塑性变形。

这种物理变化迫使颗粒流动并结合在一起。结果是形成一个统一的、半透明的、光学均匀的整体，大大减少了内部折射。

如果没有压片机实现的密度，所得光谱可能会出现嘈杂的基线。

高压成型确保了平滑的背景信号（高信噪比）。这种清晰度对于区分真实的化学峰与背景噪声至关重要。

BSG是纤维素、半纤维素和木质素的复杂基质。在此背景下，FTIR的主要目标通常是评估预处理工艺如何破坏这些结构。

压片机制备的样品足够薄且透明，可以解析这些官能团的特定振动光谱。

为了检测纤维素或木质素的变化，样品的密度必须一致。

通过施加特定的、可测量的压力（例如8吨），压片机确保每个压片都以均匀的厚度压缩。这种可重复性使研究人员能够自信地将光谱差异归因于谷物中的化学变化，而不是样品厚度不一致。

如果压片机施加的力不足，压片将保持不透明或“浑浊”。

这种浑浊表明基质中仍然存在空气袋。所得数据将显示显著的光散射干扰，掩盖与氢键或芳香结构相关的关键峰。

压片机有效地成型材料，但它无法修复混合不均匀的样品。

如果在压制前BSG和KBr没有均匀分布，压片将出现浓度的“热点”。压片机固定了光学路径，但彻底混合的前期步骤对于准确量化同样至关重要。

在配置BSG样品制备工作流程时，请考虑您的具体分析目标：

实验室压片机将物理障碍——固体谷物的 the opacity——转化为光学窗口，提供了科学验证生物质分解所需的清晰度。

高压压片的特点	对BSG的FTIR分析的好处
减少光散射	压垮空气空隙，确保红外光束直接到达探测器。
塑性变形	将KBr和BSG结合成统一的、半透明的、光学均匀的整体。
基线稳定性	确保高信噪比，区分化学峰与噪声。
一致的吨位	保证压片厚度均匀，便于进行可重复的比较分析。
结构分辨率	能够清晰地检测纤维素、半纤维素和木质素的变化。

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Lucielle Ferreira Nunes, Raquel C. Kuhn. Clean Production of Sugars from Brewer’s Spent Grains Using Subcritical Water Hydrolysis and Steam Explosion. DOI: 10.3390/suschem5040021

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .