Chất khô là Phương pháp xác định

2024 Tác giả: Isabella Gilson | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 03:43

Nước là một trong những hợp chất hóa học phổ biến nhất trên Trái đất. Nó đóng một vai trò đặc biệt trong sự sống của thế giới sinh vật, giống như oxy, là điều kiện cần thiết cho sự sống, là một phần của tất cả các sinh vật và tham gia vào hệ thống trao đổi chất của chúng. Xác định hàm lượng nước (phần trăm độ ẩm) trong môi trường con người, thực phẩm, vật liệu công nghiệp, các chất ở thể khí, rắn và lỏng là một trong nhiều nhiệm vụ được giải quyết trong các phòng thí nghiệm trên thế giới.

Định nghĩa khái niệm

Định nghĩa chung nhất về chất rắn (cặn khô trong hóa học) là đây là những chất mà từ đó độ ẩm đã được loại bỏ. Nhưng độ ẩm chứa trong một chất hoặc vật liệu có thể được chia thành hai thành phần:

• một thứ được chứa trong các phân tử của một chất, hoặc liên kết;
• được chứa giữa các phân tử của một chất, hoặc tự do.

Nước miễn phí có thể được loại bỏ bằng vật lýphương pháp: bay hơi, làm khô, chưng cất, vv Trong trường hợp này, cấu trúc của chất có thể thay đổi, nhưng thành phần hóa học thì không. Độ ẩm bị ràng buộc chỉ có thể được loại bỏ trong những điều kiện khắc nghiệt hơn hoặc thậm chí chỉ bằng hóa chất.

Khô - đây là những chất mà cả hai loại nước đều không có. Cần phải nhớ rằng không khí xung quanh luôn chứa một lượng hơi nước nhất định.

Vì vậy, các chất khô nóng phải được bảo quản trong các thùng đặc biệt để hơi nước không xâm nhập vào chúng.

Nước trong thức ăn

Thực phẩm chứa một lượng lớn nước. Từ 70-95% trong các loại trái cây và rau quả và lên đến 4% trong sữa bột. Nhưng độ ẩm của sản phẩm không cho biết phần trăm nước tự do và liên kết trong đó, và điều này đóng một vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản. Thật vậy, tùy thuộc vào độ ẩm, hình thức, mùi vị và theo đó, thời gian và phương pháp bảo quản thay đổi mà không có dấu hiệu hư hỏng. Do đó, các nhà sản xuất thường không chỉ cho biết khoảng thời gian mà còn cho biết độ ẩm và nhiệt độ bảo quản sản phẩm.

Trong thực phẩm, nước có thể được liên kết với protein và một số lượng lớn các hợp chất hữu cơ khác thành hệ thống keo ổn định mà từ đó rất khó loại bỏ.

Nước trong thức ăn chăn nuôi

Chất khô có thể dùng để chỉ phần khô của thức ăn chăn nuôi. Chất dinh dưỡng hoặc độc tố thức ăn có thể được phân loại như vậy để chỉ ra mức độ của nó trong thức ăn động vật. Tính toán các mức độ dinh dưỡng trong cácnguồn cấp dữ liệu trên cơ sở vật chất khô (thay vì dựa trên bằng chứng) tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh. Rốt cuộc, tất cả thực phẩm đều có tỷ lệ nước khác nhau. Nó cũng cho phép so sánh mức độ khô của một chất dinh dưỡng nhất định với mức độ cần thiết trong chế độ ăn của vật nuôi.

Tỷ lệ phần trăm nước thường được xác định bằng cách hâm nóng thức ăn trên đĩa giấy trong lò vi sóng hoặc sử dụng Koster Tester để làm khô thức ăn. Xác định chất rắn có thể hữu ích đối với thức ăn năng lượng thấp với tỷ lệ nước cao để đảm bảo cung cấp đủ năng lượng. Người ta đã chứng minh rằng động vật tiêu thụ những loại thức ăn này nhận được ít năng lượng từ thức ăn hơn. Một vấn đề được gọi là mất chất khô có thể là kết quả của việc giải phóng nhiệt do quá trình hô hấp của vi sinh vật. Điều này làm giảm hàm lượng carbohydrate phi cấu trúc, protein và năng lượng tổng thể của thực phẩm.

Cách tính lượng ẩm

Hàm lượng chất rắn được xác định bằng hiệu số giữa trọng lượng của toàn bộ sản phẩm và độ ẩm của nó (độ ẩm). Đối với điều này, các phương pháp trực tiếp và gián tiếp thường được sử dụng.

Phương pháp trực tiếp giúp chiết xuất nước có trong sản phẩm, sau đó xác định lượng nước của nó.

Các phương pháp gián tiếp như làm khô, đo khúc xạ, tỷ trọng hoặc độ dẫn của dung dịch xác định hàm lượng chất rắn. Các phương pháp gián tiếp cũng có thể bao gồm phương pháp cho chất thử nghiệm tiếp xúc với thuốc thử hóa học.

Khó khăn trong việc xác định độ ẩm của chất

Xác định số lượngnước trong mẫu đôi khi phức tạp bởi thực tế là quá trình làm khô của nó cũng dẫn đến sự thay đổi thành phần hóa học của nó: các chất dễ bay hơi như carbon dioxide, một số axit hữu cơ, hợp chất amoniac, cũng như hầu hết các rượu và ete chỉ đơn giản là bay hơi trong quá trình này, và quá trình oxy hóa một số chất hữu cơ dẫn đến tăng khối lượng khô. Nó cũng có thể tăng lên do nước có trong chất keo ưa nước ổn định.

Cách xác định cặn khô

Việc xác định chất rắn được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau. Hãy xem xét các chính và được sử dụng phổ biến nhất:

1. Phương pháp trọng tài. Hàm lượng nước được xác định bằng cách sấy khô đến khối lượng khô không đổi khi thoát hơi ẩm. Nhiệt độ được duy trì nghiêm ngặt theo quy định. Mẫu được sấy khô đến khối lượng không đổi. Ngoài ra còn có một phương pháp gia tốc, được thực hiện ở nhiệt độ cao. Trong trường hợp này, một thời gian sấy cụ thể được thiết lập và quá trình được thực hiện bằng cách thiêu kết thành một khối đồng nhất với cát nung trước. Lượng cát được áp dụng phải gấp hai đến bốn lần lượng mẫu. Cát cần thiết để làm khô đồng đều, tăng độ xốp và tạo điều kiện thoát hơi ẩm. Quá trình được thực hiện trong cốc sứ trong 30 phút, nhiệt độ được xác định theo loại sản phẩm. Có thể dùng cốc nhôm hoặc cốc thủy tinh thay cho cốc sứ.
2. Sấy cao tần. Một thiết bị như vậy tạo ra bức xạ hồng ngoại và thường bao gồm hai tấm,liên kết với nhau. Phương pháp này cho phép nhiều lần tăng tốc quá trình làm khô, và do đó toàn bộ nghiên cứu.
3. Phương pháp đo khúc xạ. Việc sử dụng phương pháp này thường phù hợp với các chất có chứa nhiều đường sucrose: đồ ngọt, xi-rô hoặc nước trái cây. Trong trường hợp này, chiết suất của mẫu chất và sacaroza được so sánh. Vì chiết suất phụ thuộc vào nhiệt độ nên cả hai dung dịch đều được đặt trong bình điều nhiệt trước khi kiểm tra. Phương pháp này xác định chính xác lượng chất rắn.

Phương pháp hiếm khi được sử dụng

1. Phương pháp đo màu quét vi sai là làm lạnh mẫu xuống dưới điểm đóng băng của nước, trong khi nước tự do sẽ chuyển thành trạng thái rắn và khi mẫu được làm nóng, nhiệt lượng dành để làm tan chảy nước này có thể được tìm thấy. Và nước liên kết sẽ được định nghĩa là sự khác biệt giữa tổng lượng nước và nước đóng băng.
2. Phương pháp đo điện môi dựa trên thực tế là khi có nước liên kết một phần, các đặc tính của nó như một chất điện môi khác rất nhiều so với mẫu không có nước như vậy. Sau khi xác định các đặc tính điện môi của một mẫu chất, hàm lượng của nước liên kết và tự do được tìm thấy bằng cách sử dụng các bảng đặc biệt.
3. Phương pháp đo nhiệt dung là đo chỉ số của nước đông lạnh khi nó được rã đông, khi các liên kết hydro bị phá vỡ. Ở độ ẩm cao của mẫu, giá trị nhiệt dung sẽ được xác định bởi nước tự do, nhiệt dung lớn hơn nhiệt dung của nước đá 2 lần.
4. Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân xác định độ linh động của nước trongma trận cố định. Khi có nước tự do và liên kết, thiết bị xác định sự hiện diện của chúng trong quang phổ với hai vạch cùng một lúc. Một loại nước chỉ cho một vạch quang phổ. Phương pháp này đắt tiền, nhưng rất chính xác, được sử dụng để nghiên cứu sâu về cấu trúc của các chất hữu cơ.
5. Phương pháp đo tỷ trọng bắt đầu bằng việc xác định trọng lượng riêng của mẫu. Đây là cách thông thường để tính lượng nước trong nước trái cây, xi-rô, trái cây chế biến hoặc quả mọng có đường. Trọng lượng riêng được xác định bằng tỷ trọng kế. Biết được điều đó, chúng tôi sử dụng dữ liệu được cung cấp trong GOST cho chất thử nghiệm và thiết lập hàm lượng nước trong mẫu.

Cần lưu ý rằng các phương pháp xác định chất rắn không giới hạn ở những phương pháp được đưa ra trong bài viết này.

Khuyến nghị lựa chọn phương pháp nghiên cứu

Đối với từng mẫu chất, sản phẩm hoặc nguyên liệu cụ thể, phương pháp riêng để xác định chất khô được sử dụng. Để làm rõ phương pháp, cần phải tham khảo các tiêu chuẩn và quy định của tiểu bang được phát triển cho tất cả các sản phẩm thực phẩm và các ngành của chúng.

Tiêu chuẩn Tiểu bang

Việc lựa chọn nhiều phương pháp để xác định cặn khô không có nghĩa là phải lựa chọn độc lập phương pháp mong muốn. Để tiến hành nghiên cứu chính xác, bạn cần phải tự làm quen với các tiêu chuẩn và quy định của tiểu bang để thực hiện các phân tích này theo GOST.

Như vậy, GOST 26808-2017 "Cá và hải sản đóng hộp. Phương pháp xác định chất khô" và GOST 32640-2012, liên quan đến các phương pháp tính hàm lượng của một chất trongcho ăn. Họ mô tả các quy trình rất chi tiết, ghi chú các tính năng của quá trình thực hiện, thiết bị và tài liệu để nghiên cứu.

Các tiêu chuẩn và quy định khác

Ngoài các tiêu chuẩn của nhà nước, có một số lượng lớn các tiêu chuẩn khác nhau xác định tính đúng đắn của các phép thử trong phòng thí nghiệm đối với từng loại chất thử đối với hàm lượng chất khô. Đây là các OST khác nhau, TU, PCT, MVI và các định mức và tiêu chuẩn khác. Vì vậy, ví dụ, có RD 118.02.8-88 “Phương pháp luận để đo hàm lượng cặn khô (các chất hòa tan) trong nước thải.”