Quantitative Analysis of Acetic Acid Traces in Alcohol Aqueous Solution during Fermentation
Date
2024-12-21
Authors
Suha Rajeh Mahmoud Zareer
سهى راجح محمود زعارير
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
This study introduces a validated anovel,user-friendly, cost-effective method to quantify acetic acid traces in alcohol-water solutions during fermentation using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. Calibration curves were developed by correlating acetic acid concentrations (ranging from 0% to 30% w/w) with their absorption peaks at specific wavenumbers (1703 cm⁻¹, 1233 cm⁻¹, and 1287 cm⁻¹). For ethanol, absorption was analyzed at key wavenumbers such as 1087 cm⁻¹ and 1635 cm⁻¹. The study found that the optimal ratio for determining acetic acid concentration was at 1703 cm⁻¹ relative to pure water, while the best ratio for ethanol quantification was 1087 cm⁻¹ divided by 1635 cm⁻¹. Validation demonstrated 1. Repeatability: A laboratory-prepared sample (4% acetic acid, 5.1% ethanol) was measured 12 times with minimal deviation. 2.Real-world applicability: Market vinegar samples were analyzed 13 times, with results closely matching traditional acid-base titration. The findings confirm the suitability of IR spectroscopy for precise and real-time analysis of acetic acid and ethanol in fermentation products. This innovative approach offers significant advantages for food and beverage industries, providing a robust alternative to traditional methods.
تقدم هذه الدراسة طريقة موثوقة ومنخفضة التكلفة لقياس آثار حمض الأسيتيك في محلول الماء والكحول أثناء عملية التخمير باستخدام تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR). تم تطوير منحنيات معايرة تربط بين تركيزات حمض الأسيتيك (من 0% إلى 30% بالوزن) وقمم الامتصاص عند الأطوال الموجية المحددة (1703 سم⁻¹، 1233 سم⁻¹، و1287 سم⁻¹). كما تم تحليل الامتصاص للإيثانول عند أطوال موجية رئيسية مثل 1087 سم⁻¹ و1635 سم⁻¹. وأظهرت الدراسة أن أفضل نسبة لقياس تركيز حمض الأسيتيك كانت عند 1703 سم⁻¹ مقارنة بالماء النقي، بينما كانت أفضل نسبة لقياس الإيثانول هي 1087 سم⁻¹ مقسومة على 1635 سم⁻¹. أظهرت نتائج التحقق: • قابلية التكرار: تم قياس عينة مخبرية تحتوي على 4% حمض أسيتيك و5.1% إيثانول 12 مرة مع انحراف طفيف. • التطبيق الواقعي: تم تحليل عينات خل من السوق 13 مرة بنتائج مماثلة للطريقة التقليدية (المعايرة الحمضية القاعدية). • تؤكد النتائج أن التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء هو أداة دقيقة وفعالة لتحليل حمض الأسيتيك والإيثانول في المنتجات المخمرة. توفر هذه الطريقة المبتكرة مزايا كبيرة لصناعات الأغذية والمشروبات، مما يجعلها بديلاً قوياً للطرق التقليدية
تقدم هذه الدراسة طريقة موثوقة ومنخفضة التكلفة لقياس آثار حمض الأسيتيك في محلول الماء والكحول أثناء عملية التخمير باستخدام تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR). تم تطوير منحنيات معايرة تربط بين تركيزات حمض الأسيتيك (من 0% إلى 30% بالوزن) وقمم الامتصاص عند الأطوال الموجية المحددة (1703 سم⁻¹، 1233 سم⁻¹، و1287 سم⁻¹). كما تم تحليل الامتصاص للإيثانول عند أطوال موجية رئيسية مثل 1087 سم⁻¹ و1635 سم⁻¹. وأظهرت الدراسة أن أفضل نسبة لقياس تركيز حمض الأسيتيك كانت عند 1703 سم⁻¹ مقارنة بالماء النقي، بينما كانت أفضل نسبة لقياس الإيثانول هي 1087 سم⁻¹ مقسومة على 1635 سم⁻¹. أظهرت نتائج التحقق: • قابلية التكرار: تم قياس عينة مخبرية تحتوي على 4% حمض أسيتيك و5.1% إيثانول 12 مرة مع انحراف طفيف. • التطبيق الواقعي: تم تحليل عينات خل من السوق 13 مرة بنتائج مماثلة للطريقة التقليدية (المعايرة الحمضية القاعدية). • تؤكد النتائج أن التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء هو أداة دقيقة وفعالة لتحليل حمض الأسيتيك والإيثانول في المنتجات المخمرة. توفر هذه الطريقة المبتكرة مزايا كبيرة لصناعات الأغذية والمشروبات، مما يجعلها بديلاً قوياً للطرق التقليدية
Description
Keywords
Citation
Zareer، Suha Rajeh. (2024). Quantitative Analysis of Acetic Acid Traces in Alcohol Aqueous Solution during Fermentation [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس.