Suha materija je Metoda određivanja

2024 Autor: Isabella Gilson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 03:19

Voda je jedno od najčešćih hemijskih jedinjenja na Zemlji. On igra izuzetnu ulogu u životu biološkog sveta, kao što je kiseonik, kao neophodan uslov za život, deo svih živih bića i učestvuje u njihovim metaboličkim sistemima. Određivanje sadržaja vode (procenta vlage) u ljudskom okruženju, hrani, industrijskim materijalima, gasovitim, čvrstim i tečnim materijama jedan je od mnogih zadataka koji se rešavaju u laboratorijama širom sveta.

Definicija koncepta

Najopštija definicija čvrstih materija (suvi ostatak u hemiji) je da su to supstance iz kojih je uklonjena vlaga. Ali vlaga sadržana u tvari ili materijalu može se podijeliti na dvije komponente:

• onaj koji je sadržan u molekulima supstance ili povezan;
• ono što se nalazi između molekula supstance, ili slobodno.

Besplatna voda se može ukloniti fizičkim putemmetode: isparavanje, sušenje, destilacija, itd. U ovom slučaju, struktura supstance se može promijeniti, ali hemijski sastav ne. Vezana vlaga se može ukloniti samo u težim uslovima ili čak samo sa hemikalijama.

Suha - to su supstance u kojima nema obe vrste vode. Mora se imati na umu da okolni vazduh stalno sadrži određenu količinu vodene pare.

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

Voda u hrani

Hrana sadrži velike količine vode. Od 70-95% u različitom 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. Zaista, ovisno o vlažnosti, izgled, okus i, shodno tome, vrijeme i način skladištenja mijenjaju se bez pojave znakova kvarenja. Stoga proizvođači obično ne navode samo period, već i vlažnost i temperaturu skladištenja proizvoda.

U hrani se voda može vezati proteinima i velikim brojem drugih organskih jedinjenja u stabilne koloidne sisteme iz kojih se teško uklanja.

Voda u hrani za životinje

Suha tvar se može odnositi na suhi dio stočne hrane. Hranjivi sastojak ili toksin za stočnu hranu mogu se klasificirati kao takvi da bi se označio njihov nivo u hrani za životinje. Obračun nivoa nutrijenata u različitimhrana na bazi suhe materije (a ne zasnovana na dokazima) olakšava poređenje. Uostalom, svaka hrana ima različite procente vode. Takođe omogućava poređenje suvog nivoa datog nutrijenta sa nivoom potrebnim u ishrani životinje.

Procenat vode se često određuje zagrijavanjem hrane na papirnoj ploči u mikrovalnoj pećnici ili korištenjem Koster testera za sušenje hrane. Određivanje čvrstih materija može biti korisno za niskoenergetska hranjenja sa visokim procentom vode kako bi se osigurao adekvatan unos energije. Pokazalo se da životinje koje konzumiraju ovu vrstu hrane dobijaju manje energije iz hrane. Problem koji se naziva gubitak suhe tvari može biti rezultat oslobađanja topline uzrokovane mikrobnim disanjem. Ovo smanjuje sadržaj nestrukturnih ugljikohidrata, proteina i ukupne energije hrane.

Kako izračunati količinu vlage

Sadržaj čvrste materije je određen razlikom između težine celog proizvoda i njegovog sadržaja vlage (sadržaja vlage). Za to se obično koriste direktne i indirektne metode.

Direktne metode pomažu da se izvuče voda sadržana u proizvodu, a zatim se odredi njena količina.

Indirektne metode kao što su sušenje, refraktometrija, gustina ili provodljivost rastvora određuju sadržaj čvrstih materija. Indirektne metode mogu uključiti i metodu izlaganja ispitivanoj supstanci sa hemijskim reagensima.

Poteškoće u određivanju sadržaja vlage neke supstance

Određivanje količinevoda u uzorku je ponekad komplicirana činjenicom da njeno sušenje dovodi i do promjene njenog hemijskog sastava: isparljive tvari poput ugljičnog dioksida, nekih organskih kiselina, spojeva amonijaka, kao i većina alkohola i etera jednostavno ispare tokom procesa, a oksidacija niza organskih tvari dovodi do povećanja suhe težine. Može se povećati i zbog vode sadržane u stabilnim hidrofilnim koloidima.

Kako odrediti suhi ostatak

Određivanje čvrstih materija se vrši različitim metodama. Razmotrite glavne i najčešće korištene:

1. Metoda arbitraže. Sadržaj vode se određuje sušenjem do konstantne suhe težine kada se higroskopna vlaga oslobodi. Temperatura se održava strogo definisana. Uzorak se suši do konstantne težine. Postoji i ubrzana metoda, koja se izvodi na povišenoj temperaturi. U tom slučaju se postavlja određeno vrijeme sušenja, a postupak se provodi sinteriranjem u homogenu masu sa 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. Proces se izvodi u porculanskim čašama 30 minuta, temperatura se određuje prema vrsti proizvoda. Umjesto porcelanskih čaša mogu se koristiti aluminijske ili staklene čaše.
2. Visokofrekventno sušenje. Takav aparat proizvodi infracrveno zračenje i obično se sastoji od dvije ploče kojemeđusobno povezani. Metoda omogućava višestruko ubrzavanje procesa sušenja, a samim tim i cjelokupnog proučavanja.
3. Metoda refraktometrije. Upotreba ove metode obično je relevantna za supstance koje sadrže mnogo saharoze: slatkiše, sirupe ili sokove. U ovom slučaju uspoređuju se indeksi loma uzorka tvari i saharoze. Pošto indeks loma zavisi od temperature, oba rastvora se pre ispitivanja stavljaju u termostat. Ova metoda precizno određuje količinu čvrste tvari.

Rijetko korištene metode

1. Metoda diferencijalne skenirajuće kolorimetrije je da se uzorak ohladi ispod tačke 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 će se definirati kao razlika između ukupne vode i smrznute vode.
2. Metoda dielektričnog mjerenja zasniva se na činjenici da se u prisustvu djelimično vezane vode njena svojstva kao dielektrika jako razlikuju od uzorka u kojem te vode nema. Nakon utvrđivanja dielektričnih svojstava uzorka supstance, sadržaj slobodne i vezane vode se utvrđuje pomoću posebnih tabela.
3. Metoda mjerenja toplotnog kapaciteta je mjerenje indeksa smrznute vode kada se odmrzne, kada su vodonične veze prekinute. Pri visokoj vlažnosti uzorka, vrijednost toplotnog kapaciteta će biti određena slobodnom vodom, čiji je toplotni kapacitet 2 puta veći od leda.
4. Metoda nuklearne magnetne rezonance određuje pokretljivost vode u njojfiksna matrica. U prisustvu slobodne i vezane vode, uređaj utvrđuje njihovu prisutnost u spektru sa dvije linije odjednom. Jedna vrsta vode daje samo jednu spektralnu liniju. Metoda je skupa, ali vrlo precizna, koristi se za dubinska proučavanja strukture organskih supstanci.
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 date u GOST-u za ispitivanu supstancu i postavljamo sadržaj vode u uzorku.

Treba napomenuti da metode za određivanje čvrstih materija nisu ograničene na one navedene u ovom članku.

Preporuke za odabir metode istraživanja

Za svaki specifični uzorak supstance, proizvoda ili materijala koristi se sopstvena metoda za određivanje suhih materija. 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 suvog ostatka ne znači samostalan izbor željene metode. Za pravilno izvođenje studije potrebno je upoznati se sa državnim standardima i propisima za provođenje ovih analiza u skladu sa GOST-om.

Tako, GOST 26808-2017 "Konzerve ribe i plodovi mora. Metode za određivanje suhe materije" i GOST 32640-2012, koji se odnose na metode za izračunavanje sadržaja supstance uhraniti. Oni detaljno opisuju procese, navode karakteristike njihove implementacije, opremu i materijale za istraživanje.

Drugi standardi i propisi

Pored državnih standarda, postoji veliki broj različitih standarda koji određuju ispravnost laboratorijskih ispitivanja za svaku vrstu ispitivane supstance na sadržaj suhe materije. To su razni OST-ovi, TU, PCT, MVI i druge norme i standardi. Tako, na primjer, postoji RD 118.02.8-88 “Metodologija za mjerenje sadržaja suhih ostataka (otopljenih supstanci) u otpadnim vodama.”