2024 Forfatter: Isabella Gilson | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 03:36
Vann er en av de vanligste kjemiske forbindelsene på jorden. Det spiller en eksepsjonell rolle i livet til den biologiske verden, akkurat som oksygen, som er en nødvendig betingelse for liv, er en del av alle levende vesener og deltar i deres metabolske systemer. Å bestemme vanninnholdet (fuktighetsprosenten) i menneskelig miljø, mat, industrielle materialer, gassformige, faste og flytende stoffer er en av de mange oppgavene som løses i laboratorier rundt om i verden.
Definisjon av konsept
Den mest generelle definisjonen av faste stoffer (tørre rester i kjemi) er at dette er stoffer som fuktighet er fjernet fra. Men fuktigheten i et stoff eller materiale kan deles inn i to komponenter:
- en som er inneholdt i molekylene til et stoff, eller assosiert;
- det som er inneholdt mellom molekylene til et stoff, eller fritt.
Gratis vann kan fjernes av fysiskmetoder: fordampning, tørking, destillasjon, etc. I dette tilfellet kan strukturen til stoffet endre seg, men den kjemiske sammensetningen gjør det ikke. Bundet fuktighet kan bare fjernes under tøffere forhold eller til og med med kjemikalier alene.
Tørr - dette er stoffer der begge typer vann er fraværende. Det må huskes at luften rundt hele tiden inneholder en viss mengde vanndamp.
Derfor må tørkede varme stoffer oppbevares i spesielle beholdere slik at vanndamp ikke kommer inn i dem.
Vann i mat
Mat inneholder store mengder vann. Fra 70-95 % i ulike frukter og grønnsaker og opptil 4 % i melkepulver. Men fuktighetsinnholdet i produktet indikerer ikke prosentandelen av fritt og bundet vann i det, og dette spiller en ledende rolle i lagring. Faktisk, avhengig av fuktigheten, endres utseendet, smaken og følgelig tidspunktet og lagringsmetoden uten at det vises tegn på ødeleggelse. Derfor angir produsenter vanligvis ikke bare perioden, men også fuktigheten og temperaturen for lagring av produktet.
I mat kan vann bindes av proteiner og en lang rekke andre organiske forbindelser til stabile kolloidale systemer som det er vanskelig å fjerne fra.
Vann i dyrefôr
Tørrstoff kan referere til den tørre delen av dyrefôr. Et fôrnæringsstoff eller toksin kan klassifiseres som sådan for å indikere nivået i dyrefôr. Regnskap for næringsnivåer i ulikefôr på tørrstoffbasis (i stedet for evidensbasert) letter sammenligning. Tross alt har all mat ulik prosentandel vann. Den tillater også sammenligning av tørrnivået til et gitt næringsstoff med nivået som kreves i dyrets diett.
Vannprosent bestemmes ofte ved å varme opp maten på en papirtallerken i mikrobølgeovnen eller bruke Koster Tester til å tørke maten. Bestemmelse av faste stoffer kan være nyttig for lavenergifôr med høy prosentandel vann for å sikre tilstrekkelig energiinntak. Det har vist seg at dyr som spiser denne typen mat får mindre matenergi. Et problem som kalles tørrstofftap kan skyldes frigjøring av varme forårsaket av mikrobiell respirasjon. Dette reduserer innholdet av ikke-strukturelle karbohydrater, proteiner og total matenergi.
Hvordan beregne mengden fuktighet
Faststoffinnhold bestemmes av differansen mellom vekten av hele produktet og dets fuktighetsinnhold (fuktighetsinnhold). For dette brukes vanligvis direkte og indirekte metoder.
Direkte metoder hjelper til med å trekke ut vannet i produktet, og deretter bestemme mengden.
Indirekte metoder som tørking, refraktometri, tetthet eller ledningsevne for en løsning bestemmer tørrstoffinnholdet. Indirekte metoder kan også inkludere metoden for eksponering for teststoffet med kjemiske reagenser.
Vanskeligheter med å bestemme fuktighetsinnholdet i et stoff
Kvantitetsbestemmelsevann i en prøve er noen ganger komplisert av det faktum at tørkingen også fører til en endring i dens kjemiske sammensetning: flyktige stoffer som karbondioksid, noen organiske syrer, ammoniakkforbindelser, samt de fleste alkoholer og etere fordamper ganske enkelt under prosessen, og oksidasjon av en rekke organiske stoffer fører til en økning i tørrvekt. Den kan også øke på grunn av vannet i de stabile hydrofile kolloidene.
Hvordan bestemme den tørre resten
Bestemmelse av faste stoffer utføres med ulike metoder. Tenk på de viktigste og mest brukte:
- Voldgiftsmetode. Vanninnholdet bestemmes ved tørking til konstant tørrvekt når hygroskopisk fuktighet frigjøres. Temperaturen holdes strengt definert. Prøven tørkes til konstant vekt. Det er også en akselerert metode, utført ved forhøyet temperatur. I dette tilfellet settes en spesifikk tørketid, og prosessen utføres ved sintring til en homogen masse med forhåndskalsinert sand. Mengden sand som påføres bør være to til fire ganger større enn prøven. Sand er nødvendig for jevn tørking, øker porøsiteten og letter fjerning av fuktighet. Prosessen utføres i porselenskopper i 30 minutter, temperaturen bestemmes av typen produkt. Aluminiums- eller glasskopper kan brukes i stedet for porselenskopper.
- Høyfrekvent tørking. Et slikt apparat produserer infrarød stråling og består vanligvis av to plater, somsammenkoblet. Metoden lar mange ganger øke hastigheten på tørkeprosessen, og dermed hele studien.
- Refraktometrimetode. Bruken av denne metoden er vanligvis relevant for stoffer som inneholder mye sukrose: søtsaker, sirup eller juice. I dette tilfellet sammenlignes brytningsindeksene til prøven av stoffet og sukrose. Siden brytningsindeksen avhenger av temperatur, plasseres begge løsningene i en termostat før undersøkelse. Denne metoden bestemmer nøyaktig mengden faste stoffer.
Sjelden brukte metoder
- Metoden for differensiell skanningskolorimetri er å avkjøle prøven under frysepunktet for vann, mens fritt vann vil bli til en fast tilstand, og når prøven varmes opp, kan varmen som brukes til å smelte dette vannet bli funnet. Og bundet vann vil bli definert som forskjellen mellom tot alt vann og frossent vann.
- Metoden for dielektriske målinger er basert på det faktum at i nærvær av delvis bundet vann, er dets egenskaper som et dielektrisk sterkt forskjellig fra prøven der det ikke er slikt vann. Etter å ha bestemt de dielektriske egenskapene til en prøve av et stoff, er innholdet av fritt og bundet vann funnet ved hjelp av spesielle tabeller.
- Metoden for å måle varmekapasitet er å måle indeksen til frossent vann når det tines, når hydrogenbindinger brytes. Ved høy luftfuktighet i prøven vil verdien av varmekapasiteten bli bestemt av fritt vann, hvis varmekapasitet er 2 ganger større enn is.
- Metoden for kjernemagnetisk resonans bestemmer mobiliteten til vann ifast matrise. I nærvær av fritt og bundet vann, bestemmer enheten deres tilstedeværelse i spekteret med to linjer samtidig. Én type vann gir kun én spektrallinje. Metoden er kostbar, men svært nøyaktig, brukt til dype studier av strukturen til organiske stoffer.
- Den densimetriske metoden begynner med å bestemme prøvens egenvekt. Dette er den vanlige måten å beregne vann i juice, sirup, bearbeidet frukt eller bær med sukker. Egenvekten bestemmes med et hydrometer. Når vi vet det, bruker vi dataene gitt i GOST for teststoffet og stiller inn vanninnholdet i prøven.
Det skal bemerkes at metodene for å bestemme faste stoffer ikke er begrenset til de som er gitt i denne artikkelen.
Anbefalinger for valg av forskningsmetode
For hver spesifikk prøve av et stoff, produkt eller materiale benyttes en egen metode for å bestemme tørre stoffer. For å tydeliggjøre metoden er det nødvendig å henvise til statlige standarder og forskrifter som er utviklet for alle matvarer og deres bransjer.
State Standards
Et stort utvalg av metoder for å bestemme den tørre restmengden betyr ikke et selvstendig valg av ønsket metode. For riktig gjennomføring av studien er det nødvendig å gjøre deg kjent med de statlige standardene og forskriftene for å utføre disse analysene i samsvar med GOST.
Dermed GOST 26808-2017 "Hermetisert fisk og sjømat. Metoder for å bestemme tørrstoff" og GOST 32640-2012, om metoder for å beregne innholdet av et stoff imate. De beskriver prosessene i detalj, legger merke til funksjonene i implementeringen, utstyret og materialene for forskning.
Andre standarder og forskrifter
I tillegg til statlige standarder finnes det et stort antall forskjellige standarder som bestemmer riktigheten av laboratorietester for hver type teststoff for tørrstoffinnholdet. Dette er ulike OST-er, TU, PCT, MVI og andre normer og standarder. Så det er for eksempel RD 118.02.8-88 "Metode for måling av innhold av tørre rester (oppløste stoffer) i avløpsvann."
