2024 Autor: Isabella Gilson | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:23
Vesi on üks levinumaid keemilisi ühendeid Maal. Sellel on erakordne roll bioloogilise maailma elus, nagu ka hapnik, olles eluks vajalik tingimus, on osa kõigist elusolenditest ja osaleb nende ainevahetussüsteemides. Veesisalduse (niiskuse protsendi) määramine inimkeskkonnas, toidus, tööstuslikes materjalides, gaasilistes, tahketes ja vedelates ainetes on üks paljudest ülesannetest, mida laborites üle maailma lahendatakse.
Mõtete määratlus
Tahkeainete (keemia kuivjääk) kõige üldisem määratlus on see, et need on ained, millest niiskus on eemaldatud. Kuid aines või materjalis sisalduva niiskuse võib jagada kaheks komponendiks:
- üks, mis sisaldub aine molekulides või on seotud;
- see, mis sisaldub aine molekulide vahel või vaba.
Tasuta vett saab eemaldada füüsiliseltmeetodid: aurustamine, kuivatamine, destilleerimine jne Sel juhul võib aine struktuur muutuda, kuid keemiline koostis mitte. Seotud niiskust saab eemaldada ainult karmimates tingimustes või isegi ainult kemikaalidega.
Kuiv – need on ained, milles puudub mõlemat tüüpi vesi. Tuleb meeles pidada, et ümbritsev õhk sisaldab pidev alt teatud koguses veeauru.
Seetõttu tuleb kuivatatud kuumaid aineid hoida spetsiaalsetes anumates, et veeaur neisse ei satuks.
Vesi toidus
Toit sisaldab suures koguses vett. Alates 70-95% erinevatest puu- ja köögiviljadest ning kuni 4% piimapulbris. Kuid toote niiskusesisaldus ei näita vaba ja seotud vee protsenti selles ning see mängib ladustamisel juhtivat rolli. Tõepoolest, olenev alt õhuniiskusest muutub välimus, maitse ja vastav alt sellele ka säilitusaeg ja -viis, ilma et tekiks riknemismärke. Seetõttu märgivad tootjad tavaliselt mitte ainult toote ladustamisperioodi, vaid ka niiskuse ja temperatuuri.
Toidus võivad valgud ja paljud teised orgaanilised ühendid siduda vett stabiilseteks kolloidsüsteemideks, millest seda on raske eemaldada.
Vesi loomasöödas
Kuivaine võib viidata loomasööda kuivale osale. Sööda toitaine või toksiin võib liigitada selliseks, et näidata selle taset loomses toidus. Toitainete taseme arvestamine erinevatessöödad kuivainepõhiselt (mitte tõenduspõhiselt) hõlbustavad võrdlemist. Igas toidus on ju erinev veeprotsent. Samuti võimaldab see võrrelda teatud toitaine kuivainesisaldust looma toidus vajaliku tasemega.
Veeprotsent määratakse sageli, kuumutades toitu pabertaldrikul mikrolaineahjus või kasutades toidu kuivatamiseks Koster Testerit. Tahkete ainete määramine võib olla kasulik madala energiasisaldusega söötade puhul, milles on suur veeprotsent, et tagada piisav energiatarbimine. On näidatud, et seda tüüpi toitu tarbivad loomad saavad vähem toiduenergiat. Probleem, mida nimetatakse kuivaine kadudeks, võib tuleneda mikroobide hingamise põhjustatud soojuse eraldumisest. See vähendab mittestruktuursete süsivesikute, valkude ja üldist toiduenergia sisaldust.
Kuidas arvutada niiskuse kogust
Tahkeainesisalduse määrab kogu toote kaalu ja selle niiskusesisalduse (niiskusesisalduse) vahe. Selleks kasutatakse tavaliselt otseseid ja kaudseid meetodeid.
Otsesed meetodid aitavad tootes sisalduvat vett eraldada ja seejärel määrata selle koguse.
Kaudsed meetodid, nagu kuivatamine, refraktomeetria, lahuse tihedus või juhtivus määravad kuivainesisalduse. Kaudsed meetodid võivad hõlmata ka katseainega kokkupuute keemiliste reagentidega meetodit.
Raskused aine niiskusesisalduse määramisel
Koguse määraminevee sisaldust proovis muudab mõnikord keeruliseks asjaolu, et selle kuivatamine toob kaasa ka keemilise koostise muutumise: lenduvad ained nagu süsinikdioksiid, mõned orgaanilised happed, ammoniaagiühendid, aga ka enamik alkohole ja eetreid lihts alt aurustuvad protsessi käigus, ja mitmete orgaaniliste ainete oksüdatsioon põhjustab kuivmassi suurenemist. See võib suureneda ka stabiilsetes hüdrofiilsetes kolloidides sisalduva vee tõttu.
Kuivjäägi määramine
Tahkete ainete määramine toimub erinevate meetoditega. Mõelge peamisele ja kõige sagedamini kasutatavale:
- Vahekohtu meetod. Veesisaldus määratakse kuivatamise teel konstantse kuivmassini, kui vabaneb hügroskoopne niiskus. Temperatuuri hoitakse rangelt määratletud. Proov kuivatatakse konstantse massini. Samuti on kiirendatud meetod, mis viiakse läbi kõrgendatud temperatuuril. Sel juhul määratakse konkreetne kuivamisaeg ja protsess viiakse läbi eelnev alt k altsineeritud liivaga homogeenseks massiks paagutamise teel. Kasutatud liiva kogus peaks olema proovi kogusest kaks kuni neli korda suurem. Liiv on vajalik ühtlaseks kuivamiseks, suurendab poorsust ja hõlbustab niiskuse eemaldamist. Protsess viiakse läbi portselanist tassides 30 minutit, temperatuur määratakse toote tüübi järgi. Portselantopside asemel võib kasutada alumiiniumist või klaasist tasse.
- Kõrgsageduskuivatus. Selline aparaat toodab infrapunakiirgust ja koosneb tavaliselt kahest plaadist, misomavahel seotud. Meetod võimaldab kuivatamisprotsessi ja seega kogu uuringut mitu korda kiirendada.
- Refraktomeetria meetod. Selle meetodi kasutamine on tavaliselt asjakohane palju sahharoosi sisaldavate ainete puhul: maiustused, siirupid või mahlad. Sel juhul võrreldakse aine ja sahharoosi proovi murdumisnäitajaid. Kuna murdumisnäitaja sõltub temperatuurist, asetatakse mõlemad lahused enne uurimist termostaadi. See meetod määrab täpselt tahkete ainete koguse.
Harva kasutatavad meetodid
- Diferentsiaalse skaneeriva kolorimeetria meetod seisneb proovi jahutamises allapoole vee külmumispunkti, samal ajal kui vaba vesi muutub tahkeks ja proovi kuumutamisel saab leida selle vee sulatamiseks kulunud soojuse.. Ja seotud vesi määratletakse kui erinevus kogu vee ja külmunud vee vahel.
- Dielektriliste mõõtmiste meetod põhineb asjaolul, et osaliselt seotud vee olemasolul erinevad selle omadused dielektrikuna oluliselt proovist, kus sellist vett ei ole. Pärast aine proovi dielektriliste omaduste määramist leitakse vaba ja seotud vee sisaldus spetsiaalsete tabelite abil.
- Soojusmahtuvuse mõõtmise meetod on külmunud vee indeksi mõõtmine, kui see on sulatatud, kui vesiniksidemed on katkenud. Proovi kõrge õhuniiskuse korral määrab soojusmahtuvuse väärtuse vaba vesi, mille soojusmahtuvus on 2 korda suurem kui jääl.
- Tuumamagnetresonantsi meetod määrab vee liikuvusefikseeritud maatriks. Vaba ja seotud vee olemasolul määrab seade nende olemasolu spektris korraga kahe joonega. Ühte tüüpi vesi annab ainult ühe spektrijoone. Meetod on kallis, kuid väga täpne, seda kasutatakse orgaaniliste ainete struktuuri süvauuringuteks.
- Tensimeetriline meetod algab proovi erikaalu määramisega. See on tavaline viis vee arvutamiseks mahlades, siirupites, töödeldud puuviljades või suhkruga marjades. Erikaal määratakse hüdromeetriga. Seda teades kasutame uuritava aine kohta GOST-is antud andmeid ja määrame proovi veesisalduse.
Tuleb märkida, et tahkete ainete määramise meetodid ei piirdu selles artiklis kirjeldatutega.
Soovitused uurimismeetodi valikuks
Aine, toote või materjali iga konkreetse proovi puhul kasutatakse kuivainete määramiseks oma meetodit. Meetodi selgitamiseks on vaja viidata riiklikele standarditele ja eeskirjadele, mis on välja töötatud kõikide toiduainete ja nende tööstusharude jaoks.
Riigistandardid
Kuivjäägi määramise meetodite suur valik ei tähenda soovitud meetodi iseseisvat valikut. Uuringu korrektseks läbiviimiseks on vaja tutvuda nende analüüside läbiviimise riiklike standardite ja eeskirjadega vastav alt GOST-ile.
Seega GOST 26808-2017 "Kala- ja mereannikonservid. Kuivaine määramise meetodid" ja GOST 32640-2012, mis käsitlevad aine sisalduse arvutamise meetodeidsööda. Nad kirjeldavad protsesse väga üksikasjalikult, märgivad ära nende rakendamise iseärasused, seadmed ja uurimistöö materjalid.
Muud standardid ja eeskirjad
Lisaks riiklikele standarditele on olemas suur hulk erinevaid standardeid, mis määravad laboratoorsete uuringute õigsuse iga uuritava aine tüübi kuivainesisalduse osas. Need on erinevad OST-d, TU, PCT, MVI ja muud normid ja standardid. Näiteks on olemas RD 118.02.8-88 “Reovees leiduva kuivaine jäägi (lahustunud ainete) sisalduse mõõtmise metoodika.”
