การวิเคราะห์ธาตุ C H N และ S ด้วยเทคนิค Combustion นั้น กระบวนการสำคัญอย่างหนึ่ง ก็คือกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง ซึ่งต้องทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ดีและได้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ โดยจะเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วระหว่างออกซิเจนกับสารเผาไหม้ (Combustible Element) หลัก 3 ตัว คือ คาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H) และ ซัลเฟอร์ (S) แล้วจะปลดปล่อยพลังงานความร้อนออกมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ซึ่งเป็นการรวมตัวของออกซิเจนเข้ากับคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) และซัลเฟอร์ (S) เกิดสารประกอบใหม่คือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ไอ น้ำ(H₂O) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) 

          โดยปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของคาร์บอนจะช้าที่สุดและเกิดยากกว่าของ ไฮโดรเจน และซัลเฟอร์ ปกติแล้วในการเผาไหม้โดยทั่วไปมักจะสมมุติว่าไฮโดรเจน และซัลเฟอร์ จะเผาไหม้หมดก่อนคาร์บอน คาร์บอนจะค่อย ๆ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในขั้นแรกเกิดเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) จากนั้นจึงรวมตัวกับออกซิเจนต่อไปอีกกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) การเผาไหม้จะถึงจุดสมบูรณ์หรือไม่ขึ้นกับปริมาณของออกซิเจนและเวลาทำปฏิกิริยาโดยทั่วไปมักพบว่ามีส่วนของคาร์บอนหลงเหลืออยู่กับขี้เถ้าด้วยเสมอ

ตัวอย่างปฏิกิริยาการเผาไหม้และพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาของสารที่อยู่ในเชื้อเพลิงโดยทั่ว ๆ ไป มีดังต่อไปนี้

          C     +   O₂             CO₂ + 8,083 kcal/kg ของคาร์บอน 
          C     +   1/2O₂        CO   + 2,450 kcal/kg ของคาร์บอน
          CO  +   1/2O₂        CO₂  + 2,414 kcal/kg ของ CO
          H₂   +   1/2O₂         H₂O (ไอน้ำ)   + 28,800 kcal/kg ของ H₂
          H₂   +   1/2O₂         H₂O + 34,150 kcal/kg ของ H₂
          S     +   O₂              SO₂ + 2,500 kcal/kg   ของซัลเฟอร์

          ในกระบวนการเผาไหม้ ถ้าต้องการให้เกิดปฏิกิริยาที่ดีและได้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ จะต้องมีการดูแลควบคุมสภาวะการเผาไหม้ให้เหมาะสมซึ่งจะมีปัจจัยสำคัญ 3 ประการ คือ

1. ระยะเวลาที่นานเพียงพอ เพื่อให้เชื้อเพลิงเผาไหม้หมด
2. อุณหภูมิในการเผาไหม้ต้องสูงพอที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง
3. ปริมาณของออกซิเจนเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ทั้งหมด

          เครื่อง FlashSmart  ยี่ห้อ Thermo Scientifcic สำหรับทดสอบหาปริมาณธาตุ C H N และ S นั้น เมื่อตัวอย่างถูกชั่งลงใน Tin Capsule และใส่ลง Autosampler แล้ว แคปซูลของตัวอย่างจะถูกหย่อนลงในหลอดเผาไหม้ที่ให้อุณหภูมิสูงภายใต้บรรยากาศแก๊สฮีเลียม (carrier gas) ไหลผ่าน จากนั้นเมื่อผ่านแก๊สออกซิเจนเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ ปริมาณของออกซิเจนเพื่อใช้ในกระบวนการเผาไหม้ จะถูกคำนวณโดยโปรแกรมที่เรียกว่า Thermo Scientific™ OxyTune™  ซึ่งช่วยคำนวณปริมาณและเวลาของออกซิเจนให้เหมาะสมกับชนิด (Sample matrix) และปริมาณของตัวอย่าง (Sample weight) เพื่อให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ และไม่เหลือปริมาณของ Oxygen ตกค้าง เพื่อช่วยยืดอายุการทำงานของสาร (catalysts) ที่อยู่ในหลอดเผาไหม้ให้ยาวนานขึ้น และทำให้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการวิเคราะห์อีกด้วย

           ปกติแล้วในการวิเคราะห์ธาตุ C H N และ S อัตรการไหลของออกซิเจนจะอยู่ที่ 250 ml/min และใช้เวลาในการให้ออกซิเจนในการเผาไหม้เพียงแค่ 5 วินาทีเท่านั้น ดังนั้นถ้าต้องการทดสอบตัวอย่างจำนวน 100 ตัวอย่างต่อวัน (8 ชั่วโมง) จะใช้ปริมาณของออกซิเจน ประมาณ 12083 mL หรือประมาณ 13 ลิตร ดังนั้นแก๊ส 1 ถัง ปริมาตร 7,000 ลิตร (200 bar) เราสามารถใช้ได้ยาวนานถึง 500 กว่าวัน 

 หากผู้อ่านสนใจข้อมูลเพิ่มเติม สามารถติดตามข้อมูลได้ที่ https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CMD/Application-Notes/TN-42239-OEA-FlashSmart-Oxygen-Optimization-TN42239-EN.pdf