Сухите съставки са... Метод на определяне

Водата е едно от най-разпространените химични съединения на Земята. Той играе изключителна роля в живота на биологичния свят, точно както кислородът е необходимо условие за живот, съставна част е на всички живи същества и участва в техните метаболитни системи. Определянето на съдържанието на вода (процент на влажност) в околната среда, хранителните продукти, промишлените материали, газовете, твърдите и течните вещества е една от многото задачи на лабораториите по целия свят.

Определение на понятието

най-често срещаните определение на понятието сухо вещество (в химията - сух остатък) е вещество, от което е отстранена влагата. Но влагата, съдържаща се в дадено вещество или материал, може да се раздели на два компонента:

• това, което се съдържа в молекулите на веществото или е свързано;
• това, което се съдържа между молекулите на веществото, или свободно.

Свободната вода може да се отстрани по физичен път: изпаряване, сушене, дестилация и др. д. структурата на веществото може да се промени, а химическият състав - да не се промени. Свързаната вода може да бъде отстранена само при по-тежки условия или дори само с помощта на химикали.

Сухите вещества са вещества, в които отсъстват и двата вида вода. Не забравяйте, че околният въздух винаги съдържа известно количество водни пари и че водните пари са неизбежни в околния въздух.

Поради това изсушените горещи вещества трябва да се съхраняват в специални съдове, за да не могат да попаднат в тях водни пари.

Вода в храната

Храните съдържат големи количества вода. 70-95% в различни плодове и зеленчуци и до 4% в мляко на прах. Съдържанието на влага в даден продукт обаче не показва процентното съдържание на свободна и свързана вода в него, а това играе важна роля при съхранението. В края на краищата, в зависимост от съдържанието на влага, външният вид, вкусът и съответно времето и начинът на съхранение се променят, без да показват признаци на разваляне. Затова производителите обикновено посочват не само срока на годност, но и влажността и температурата на продукта.

В храните водата може да се свърже с протеини и големи количества други органични съединения в устойчиви колоидни системи, от които е трудно да се отстрани.

Вода във фуражите за животни

Сухото вещество може да се отнася до сухата част на фуража за животни. Хранително вещество в храната или токсин може да бъде класифицирано като такова, за да се посочи нивото му в дадена храна за животни. Отчитането на нивата на хранителните вещества в различните фуражи на базата на сухото вещество (а не въз основа на действителни данни) улеснява сравненията. В края на краищата всички храни съдържат различен процент вода. Той също така позволява да се сравни нивото на дадено хранително вещество в сухата храна с необходимото ниво в диетата на животното.

Процентното съдържание на вода често се определя чрез нагряване на фуража върху хартиена чиния в микровълнова фурна или чрез използване на тестер на Костер за изсушаване на фуража. Определянето на сухото вещество може да да бъде полезен За нискоенергийни фуражи с висок процент вода, за да се осигури достатъчен прием на енергия. Доказано е, че животните, които консумират тези видове храни, получават по-малко енергия с храната. Проблем, наречен загуба на сухо вещество, може да възникне в резултат на производството на топлина, причинено от микробното дишане. Това намалява неструктурните въглехидрати, протеините и общото енергийно съдържание на храната.

Как можете да изчислите количеството влага

Съдържанието на сухо вещество се определя като разлика между теглото на сместа и съдържанието на влага. Обикновено за това се използват преки и непреки методи.

Директни методи за извличане на водата, съдържаща се в продукта, и за нейното количествено определяне.

Косвени методи, като сушене, рефрактометрия, плътност или електропроводимост, определят съдържанието на сухо вещество. Също така косвените методи могат да включват химически реактиви, приложени към изследваното вещество.

Трудности при определяне на съдържанието на влага във веществото

Определянето на количеството вода в пробата понякога се усложнява от факта, че сушенето води и до промяна в химичния ѝ състав: летливите вещества като въглероден диоксид, някои органични киселини, амонячни съединения и повечето алкохоли и естери просто се изпаряват по време на процеса, докато окисляването на някои органични вещества води до увеличаване на теглото на сухия остатък. Тя може да се увеличи и от водата, съдържаща се в устойчивите хидрофилни колоиди.

Как да определите остатъка от сухото вещество

Определянето на съдържанието на твърди вещества се извършва по различни методи. Нека да разгледаме основните и най-често използваните от тях:

1. Арбитражен метод. Водното съдържание се определя чрез изсушаване до постоянно тегло, когато се отделя хигроскопична влага. Температурата се поддържа на строго контролирано ниво. Пробата се изсушава до получаване на постоянна маса. Съществува и ускорен метод, който се извършва при повишена температура. Дава се определено време за сушене и процесът се извършва чрез синтероване в хомогенна маса с предварително нагрят пясък. Количеството пясък, което трябва да се нанесе, трябва да е два до четири пъти по-голямо от това на пробата. Пясък е необходимо за Равномерно сушене, което увеличава порьозността и улеснява отделянето на влагата. Процесът се извършва в порцеланови чаши в продължение на 30 минути, като температурата се определя от вида на продукта. Вместо порцеланови чаши могат да се използват алуминиеви или стъклени.
2. Сушене във високочестотен апарат. Този вид апарати произвеждат инфрачервено лъчение и обикновено се състоят от две плочи, които са свързани една с друга. Методът позволява многократно по-бързо сушене и по този начин ускорява цялото разследване.
3. Рефрактометричен метод. Прилагането на този метод обикновено е подходящо за вещества, съдържащи много захароза: бонбони, сиропи или сокове. Тук се сравняват индексите на пречупване на материала на пробата и на захарозата. Т. к. Ако показателят на пречупване зависи от температурата, двата разтвора се поставят в термостат преди изследването. Този метод доста точно определя количеството на твърдите вещества.

Рядко използвани методи

1. Методът на диференциалната сканираща колориметрия се състои в охлаждане на пробата под нулата, при което свободната вода преминава в твърдо състояние, а когато пробата се нагрее, може да се установи топлината, изразходвана за разтопяването на водата. Свързаната вода се определя като разлика между общата вода и замразената вода.
2. Диелектричният метод се основава на факта, че при наличие на частично свързана вода диелектричните свойства на пробата се различават значително от тези на проба, в която няма такава вода. Чрез определяне на диелектричните свойства на пробата от даден материал в специални таблици се открива съдържанието на свободна и свързана вода.
3. Методът за измерване на топлинния капацитет е да се измери индексът на замразената вода, когато тя се размразява, когато се разкъсват водородните връзки. При висока влажност на пробата свободната вода е тази, която определя стойността на топлинния капацитет, тъй като нейният топлинен капацитет е два пъти по-голям от този на леда.
4. Методът на ядрено-магнитния резонанс определя подвижността на водата в неподвижна матрица. При наличие на свободна и свързана вода уредът определя присъствието им в спектъра с две линии. Един вид вода дава само една спектрална линия. Методът е скъп, но много точен и се използва за задълбочени изследвания на структурата на органичните вещества.
5. Денсиметричният метод започва с определяне на специфичната тежест на пробата. Това е обичайният метод за определяне на водното съдържание на сокове, сиропи, продукти от плодове и ягоди със захар. Определяме специфичната тежест с ареометъра. Знаейки това, вие използвате данните, дадени в държавния стандарт за въпросното вещество, и определяте съдържанието на вода в пробата.

Следва да се отбележи, че методите за определяне на твърдите частици не се ограничават до тези, посочени в настоящата статия.

Предложения за избор на метод за изпитване

За всяка конкретна проба от вещество, продукт или материал се използва различен метод за определяне на съдържанието на сухо вещество в. За да се изясни методът, е необходимо да се направи справка с Национални стандарти и стандарти, разработени за всички храни и тяхното производство.

Национални стандарти

Голямото разнообразие от методи за определяне на сухото вещество не означава, че трябва сами да изберете метода. За правилното изследване трябва да се запознаете с националните стандарти и разпоредби съгласно ГОСТ.

Например, GOST 26808-2017 е разработен "Консервирана риба и морски дарове. Методи за определяне на твърди вещества" и GOST 32640-2012, относно метода за изчисляване на съдържанието на веществото във фуражите. Те включват много процесите са описани подробно, отбелязва особености на изпълнението им, оборудване и материали за тестове.

Други стандарти и разпоредби

В допълнение към националните стандарти съществуват многобройни различни стандарти за определяне на правилното лабораторно определяне на съдържанието на сухо вещество на всеки вид вещество, което трябва да се изследва. Това са различни ОСТ, ТУ, RST, MSI и други норми и стандарти. Например, има RD 118.02.8-88 "Методика за извършване на измервания на съдържанието на сухи остатъци (разтворени вещества) в отпадъчни води".