Suha tvar je Metoda određivanja

2024 Autor: Isabella Gilson | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 03:28

Voda je jedan od najčešćih kemijskih spojeva na Zemlji. Ima izuzetnu ulogu u životu biološkog svijeta, kao što je kisik, kao nužan uvjet za život, dio svih živih bića i sudjeluje u njihovim metaboličkim sustavima. Određivanje sadržaja vode (postotka vlage) u ljudskom okolišu, hrani, industrijskim materijalima, plinovitim, čvrstim i tekućim tvarima jedan je od mnogih zadataka koji se rješavaju u laboratorijima diljem svijeta.

Definicija pojma

Najopćenitija definicija krutih tvari (suhi ostatak u kemiji) je da su to tvari iz kojih je uklonjena vlaga. Ali vlaga sadržana u tvari ili materijalu može se podijeliti u dvije komponente:

• onaj koji je sadržan u molekulama tvari ili povezan;
• ono što se nalazi između molekula tvari ili slobodno.

Besplatna voda se može ukloniti fizičkimmetode: isparavanje, sušenje, destilacija itd. U tom slučaju se struktura tvari može promijeniti, ali kemijski sastav ne. Vezana vlaga može se ukloniti samo u težim uvjetima ili čak samo s kemikalijama.

Suha - to su tvari u kojima nema obje vrste vode. Treba imati na umu da okolni zrak stalno sadrži određenu količinu vodene pare.

Stoga se osušene vruće tvari moraju čuvati u posebnim posudama kako vodena para ne bi ušla u njih.

Voda u hrani

Hrana sadrži velike količine vode. Od 70-95% u raznom voću i povrću i do 4% u mlijeku u prahu. Ali sadržaj vlage u proizvodu ne ukazuje na postotak slobodne i vezane vode u njemu, a to igra vodeću ulogu u skladištenju. Doista, ovisno o vlažnosti, izgled, okus i, sukladno tome, vrijeme i način skladištenja mijenjaju se bez pojave znakova kvarenja. Stoga proizvođači obično ne navode samo razdoblje, već i vlažnost i temperaturu skladištenja proizvoda.

U hrani se voda može vezati bjelančevinama i velikim brojem drugih organskih spojeva u stabilne koloidne sustave iz kojih se teško uklanja.

Voda u hrani za životinje

Suha tvar se može odnositi na suhi dio stočne hrane. Hranjive tvari ili toksini u hrani mogu se klasificirati kao takvi kako bi se označila njihova razina u hrani za životinje. Obračun razine hranjivih tvari u različitimhrana na bazi suhe tvari (a ne temeljena na dokazima) olakšava usporedbu. Uostalom, sva hrana ima različite postotke vode. Također omogućuje usporedbu suhe razine dane hranjive tvari s razinom potrebnom u prehrani životinje.

Postotak vode se često određuje zagrijavanjem hrane na papirnatom tanjuru u mikrovalnoj pećnici ili korištenjem Koster testera za sušenje hrane. Određivanje krutih tvari može biti korisno za niskoenergetska hranjenja s visokim postotkom vode kako bi se osigurao odgovarajući energetski unos. Pokazalo se da životinje koje konzumiraju ovu vrstu hrane dobivaju manje energije hrane. Problem koji se naziva gubitak suhe tvari može biti posljedica oslobađanja topline uzrokovane mikrobnim disanjem. Time se smanjuje sadržaj nestrukturnih ugljikohidrata, proteina i ukupne energije hrane.

Kako izračunati količinu vlage

Sadržaj čvrste tvari određen je razlikom između težine cijelog proizvoda i njegovog sadržaja vlage (sadržaja vlage). Za to se obično koriste izravne i neizravne metode.

Izravne metode pomažu izdvojiti vodu sadržanu u proizvodu, a zatim odrediti njezinu količinu.

Indirektne metode kao što su sušenje, refraktometrija, gustoća ili vodljivost otopine određuju sadržaj krutih tvari. Neizravne metode također mogu uključivati metodu izlaganja ispitivanoj tvari kemijskim reagensima.

Poteškoće u određivanju sadržaja vlage u tvari

Određivanje količinevoda u uzorku ponekad je komplicirana činjenicom da njezino sušenje dovodi i do promjene kemijskog sastava: hlapljive tvari kao što su ugljični dioksid, neke organske kiseline, spojevi amonijaka, kao i većina alkohola i etera jednostavno ispare tijekom procesa, a oksidacija niza organskih tvari dovodi do povećanja suhe mase. Također se može povećati zbog vode sadržane u stabilnim hidrofilnim koloidima.

Kako odrediti suhi ostatak

Određivanje krutih tvari provodi se različitim metodama. Razmotrite glavne i najčešće korištene:

1. Metoda arbitraže. Sadržaj vode određuje se sušenjem do konstantne suhe mase kada se higroskopna vlaga oslobodi. Temperatura se održava strogo definirana. Uzorak se suši do konstantne težine. Postoji i ubrzana metoda, koja se provodi na povišenoj temperaturi. U tom slučaju se postavlja određeno vrijeme sušenja, a postupak se provodi sinteriranjem u homogenu masu s prethodno kalciniranim pijeskom. Količina nanesenog pijeska trebala bi biti dva do četiri puta veća od količine uzorka. Pijesak je neophodan za ravnomjerno sušenje, povećava poroznost i olakšava uklanjanje vlage. Postupak se provodi u porculanskim čašama 30 minuta, temperatura se određuje prema vrsti proizvoda. Umjesto porculanskih šalica mogu se koristiti aluminijske ili staklene šalice.
2. Visokofrekventno sušenje. Takav aparat proizvodi infracrveno zračenje i obično se sastoji od dvije ploče, kojemeđusobno povezani. Metoda omogućuje višestruko ubrzanje procesa sušenja, a time i cjelokupne studije.
3. Metoda refraktometrije. Upotreba ove metode obično je relevantna za tvari koje sadrže puno saharoze: slatkiše, sirupe ili sokove. U tom se slučaju uspoređuju indeksi loma uzorka tvari i saharoze. Budući da indeks loma ovisi o temperaturi, obje se otopine stavljaju u termostat prije ispitivanja. Ova metoda točno određuje količinu krutih tvari.

Rijetko korištene metode

1. Metoda diferencijalne skenirajuće kolorimetrije je hlađenje uzorka ispod točke smrzavanja vode, dok će se slobodna voda pretvoriti u čvrsto stanje, a kada se uzorak zagrije, može se pronaći toplina utrošena za otapanje ove vode. A vezana voda bit će definirana kao razlika između ukupne vode i smrznute vode.
2. Metoda dielektričnog mjerenja temelji se na činjenici da se u prisutnosti djelomično vezane vode njena svojstva kao dielektrika uvelike razlikuju od uzorka u kojem te vode nema. Nakon utvrđivanja dielektričnih svojstava uzorka tvari, sadržaj slobodne i vezane vode utvrđuje se pomoću posebnih tablica.
3. Metoda mjerenja toplinskog kapaciteta je mjerenje indeksa smrznute vode kada se odmrzne, kada su vodikove veze prekinute. Pri visokoj vlažnosti uzorka vrijednost toplinskog kapaciteta odredit će slobodna voda čiji je toplinski kapacitet 2 puta veći od kapaciteta leda.
4. Metoda nuklearne magnetske rezonancije određuje pokretljivost vode u njojfiksna matrica. U prisutnosti slobodne i vezane vode, uređaj određuje njihovu prisutnost u spektru s dvije linije odjednom. Jedna vrsta vode daje samo jednu spektralnu liniju. Metoda je skupa, ali vrlo točna, koristi se za duboka proučavanja strukture organskih tvari.
5. Denzimetrijska metoda počinje određivanjem specifične težine uzorka. Ovo je uobičajeni način izračunavanja vode u sokovima, sirupima, prerađenom voću ili bobičastom voću sa šećerom. Specifična težina se određuje hidrometrom. Znajući to, koristimo podatke navedene u GOST-u za ispitivanu tvar i postavljamo sadržaj vode u uzorku.

Treba napomenuti da metode za određivanje krutih tvari nisu ograničene na one navedene u ovom članku.

Preporuke za odabir metode istraživanja

Za svaki specifični uzorak tvari, proizvoda ili materijala koristi se vlastita metoda za određivanje suhih tvari. Za pojašnjenje metode potrebno je pozvati se na državne standarde i propise koji su razvijeni za sve prehrambene proizvode i njihove industrije.

Državni standardi

Veliki izbor metoda za određivanje suhog ostatka ne znači samostalan izbor željene metode. Za ispravno provođenje studije potrebno je upoznati se s državnim standardima i propisima za provođenje ovih analiza u skladu s GOST-om.

Dakle, GOST 26808-2017 "Konzerve ribe i plodovi mora. Metode za određivanje suhe tvari" i GOST 32640-2012, koji se odnose na metode za izračunavanje sadržaja tvari uhraniti. Oni detaljno opisuju procese, navode značajke njihove provedbe, opremu i materijale za istraživanje.

Ostali standardi i propisi

Pored državnih standarda postoji veliki broj različitih standarda koji određuju ispravnost laboratorijskih ispitivanja za svaku vrstu ispitivane tvari na sadržaj suhe tvari. Riječ je o raznim OST-ovima, TU, PCT, MVI i drugim normama i standardima. Tako, na primjer, postoji RD 118.02.8-88 “Metodologija za mjerenje sadržaja suhog ostatka (otopljenih tvari) u otpadnoj vodi.”