2024 Forfatter: Isabella Gilson | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 03:21
Vand er en af de mest almindelige kemiske forbindelser på Jorden. Det spiller en enestående rolle i den biologiske verdens liv, ligesom ilt, som er en nødvendig betingelse for liv, er en del af alle levende væsener og deltager i deres stofskiftesystemer. Bestemmelse af vandindholdet (procentdelen af fugt) i det menneskelige miljø, fødevarer, industrielle materialer, gasformige, faste og flydende stoffer er en af de mange opgaver, der løses i laboratorier rundt om i verden.
Definition af begreb
Den mest generelle definition af faste stoffer (tørre rester i kemi) er, at disse er stoffer, hvorfra fugt er blevet fjernet. Men fugten i et stof eller materiale kan opdeles i to komponenter:
- en, der er indeholdt i et stofs molekyler eller associeret;
- det, der er indeholdt mellem et stofs molekyler, eller frit.
Gratis vand kan fjernes af fysiskmetoder: fordampning, tørring, destillation osv. I dette tilfælde kan strukturen af stoffet ændre sig, men den kemiske sammensætning ikke. Bundet fugt kan kun fjernes under hårdere forhold eller endda med kemikalier alene.
Tørt - disse er stoffer, hvori begge typer vand er fraværende. Det skal huskes, at den omgivende luft konstant indeholder en vis mængde vanddamp.
Derfor skal tørrede varme stoffer opbevares i specielle beholdere, så der ikke kommer vanddamp ind i dem.
Vand i mad
Mad indeholder store mængder vand. Fra 70-95% i diverse frugter og grøntsager og op til 4% i mælkepulver. Men produktets fugtindhold angiver ikke procentdelen af frit og bundet vand i det, og dette spiller en ledende rolle ved opbevaring. Afhængigt af fugtigheden ændres udseendet, smagen og dermed opbevaringstiden og -metoden, uden at der opstår tegn på fordærv. Derfor angiver producenter norm alt ikke kun perioden, men også fugtigheden og temperaturen for opbevaring af produktet.
I fødevarer kan vand bindes af proteiner og en lang række andre organiske forbindelser til stabile kolloide systemer, hvorfra det er svært at fjerne.
Vand i dyrefoder
Tørstof kan referere til den tørre del af dyrefoder. Et fodernæringsstof eller -toksin kan klassificeres som sådan for at angive dets niveau i dyrefoder. Regnskab for næringsstofniveauer i forskelligefoder på tørstofbasis (i stedet for evidensbaseret) letter sammenligning. Al mad har jo forskellige vandprocenter. Det gør det også muligt at sammenligne det tørre niveau af et givet næringsstof med det niveau, der kræves i dyrets kost.
Vandprocent bestemmes ofte ved at varme maden op på en papirtallerken i mikrobølgeovnen eller bruge Koster Testeren til at tørre maden. Bestemmelse af faste stoffer kan være nyttig til lavenergifoder med en høj procentdel vand for at sikre tilstrækkeligt energiindtag. Det har vist sig, at dyr, der spiser disse typer mad, får mindre madenergi. Et problem kaldet tørstoftab kan skyldes frigivelse af varme forårsaget af mikrobiel respiration. Dette reducerer indholdet af ikke-strukturelle kulhydrater, proteiner og den samlede fødevareenergi.
Sådan beregnes mængden af fugt
Faststofindhold bestemmes af forskellen mellem vægten af hele produktet og dets fugtindhold (fugtindhold). Til dette bruges som regel direkte og indirekte metoder.
Direkte metoder hjælper med at udvinde vandet i produktet og derefter bestemme dets mængde.
Indirekte metoder såsom tørring, refraktometri, densitet eller ledningsevne af en opløsning bestemmer tørstofindholdet. Indirekte metoder kan også omfatte metoden til eksponering for teststoffet med kemiske reagenser.
Vanskeligheder ved at bestemme fugtindholdet i et stof
Mængdebestemmelsevand i en prøve kompliceres nogle gange af det faktum, at dets tørring også fører til en ændring i dets kemiske sammensætning: flygtige stoffer som kuldioxid, nogle organiske syrer, ammoniakforbindelser, såvel som de fleste alkoholer og ethere fordamper simpelthen under processen, og oxidation af en række organiske stoffer fører til en stigning i tørvægt. Det kan også stige på grund af vandet indeholdt i de stabile hydrofile kolloider.
Sådan bestemmes den tørre rest
Bestemmelse af faste stoffer udføres ved forskellige metoder. Overvej de vigtigste og mest brugte:
- Voldgiftsmetode. Vandindholdet bestemmes ved tørring til konstant tørvægt, når der frigives hygroskopisk fugt. Temperaturen holdes nøje defineret. Prøven tørres til konstant vægt. Der er også en accelereret metode, der udføres ved forhøjet temperatur. I dette tilfælde indstilles en bestemt tørretid, og processen udføres ved sintring til en homogen masse med forkalcineret sand. Mængden af påført sand skal være to til fire gange større end prøven. Sand er nødvendigt for ensartet tørring, øger porøsiteten og letter fjernelse af fugt. Processen udføres i porcelænskopper i 30 minutter, temperaturen bestemmes af typen af produkt. Aluminiums- eller glaskopper kan bruges i stedet for porcelænskopper.
- Højfrekvent tørring. Et sådant apparat producerer infrarød stråling og består norm alt af to plader, somindbyrdes forbundet. Metoden tillader mange gange at fremskynde tørringsprocessen og dermed hele undersøgelsen.
- Refraktometrimetode. Brugen af denne metode er norm alt relevant for stoffer, der indeholder meget saccharose: slik, sirupper eller juice. I dette tilfælde sammenlignes brydningsindeksene for prøven af stoffet og saccharose. Da brydningsindekset afhænger af temperaturen, placeres begge opløsninger i en termostat før undersøgelse. Denne metode bestemmer nøjagtigt mængden af faste stoffer.
Sjældent brugte metoder
- Metoden til differentiel scanning kolorimetri er at afkøle prøven til under frysepunktet for vand, mens frit vand vil blive til en fast tilstand, og når prøven opvarmes, kan den varme, der bruges til at smelte dette vand, findes. Og bundet vand vil blive defineret som forskellen mellem tot alt vand og frosset vand.
- Metoden til dielektriske målinger er baseret på det faktum, at i nærværelse af delvist bundet vand, adskiller dets egenskaber som et dielektrikum sig meget fra prøven, hvor der ikke er sådant vand. Efter at have bestemt de dielektriske egenskaber af en prøve af et stof, findes indholdet af frit og bundet vand ved hjælp af specielle tabeller.
- Metoden til at måle varmekapaciteten er at måle indekset for frosset vand, når det er optøet, når brintbindinger brydes. Ved høj luftfugtighed af prøven vil værdien af varmekapaciteten blive bestemt af frit vand, hvis varmekapacitet er 2 gange større end is.
- Kernemagnetisk resonansmetode bestemmer mobiliteten af vand ifast matrix. I nærvær af frit og bundet vand bestemmer enheden deres tilstedeværelse i spektret med to linjer på én gang. Én type vand giver kun én spektrallinje. Metoden er dyr, men meget præcis, brugt til dybe undersøgelser af strukturen af organiske stoffer.
- Den densimetriske metode begynder med at bestemme prøvens vægtfylde. Dette er den sædvanlige måde at beregne vand i juice, sirupper, forarbejdede frugter eller bær med sukker. Vægtfylden bestemmes med et hydrometer. Når vi ved det, bruger vi dataene i GOST for teststoffet og indstiller vandindholdet i prøven.
Det skal bemærkes, at metoderne til bestemmelse af faste stoffer ikke er begrænset til dem, der er angivet i denne artikel.
Anbefalinger til valg af forskningsmetode
For hver specifik prøve af et stof, produkt eller materiale anvendes dens egen metode til bestemmelse af tørre stoffer. For at tydeliggøre metoden er det nødvendigt at henvise til statslige standarder og regler, der er udviklet for alle fødevareprodukter og deres industrier.
Statsstandarder
Et stort udvalg af metoder til bestemmelse af den tørre rest betyder ikke et selvstændigt valg af den ønskede metode. For den korrekte gennemførelse af undersøgelsen er det nødvendigt at gøre dig bekendt med de statslige standarder og regler for udførelse af disse analyser i overensstemmelse med GOST.
Således GOST 26808-2017 "Konserves af fisk og skaldyr. Metoder til bestemmelse af tørstof" og GOST 32640-2012, vedrørende metoder til beregning af indholdet af et stof ifoder. De beskriver processerne meget detaljeret, bemærker funktionerne i deres implementering, udstyr og materialer til forskning.
Andre standarder og regler
Ud over de statslige standarder er der en lang række forskellige standarder, der bestemmer rigtigheden af laboratorietests for hver type teststof for tørstofindholdet. Disse er forskellige OST'er, TU, PCT, MVI og andre normer og standarder. Så der er for eksempel RD 118.02.8-88 "Metode til måling af indholdet af tørre rester (opløste stoffer) i spildevand."
