المادة الجافة طريقة التحديد

2024 مؤلف: Isabella Gilson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:16

الماء هو أحد أكثر المركبات الكيميائية شيوعًا على وجه الأرض. إنه يلعب دورًا استثنائيًا في حياة العالم البيولوجي ، تمامًا مثل الأكسجين ، كونه شرطًا ضروريًا للحياة ، فهو جزء من جميع الكائنات الحية ويشارك في أنظمة التمثيل الغذائي الخاصة بهم. يعد تحديد محتوى الماء (نسبة الرطوبة) في بيئة الإنسان والغذاء والمواد الصناعية والمواد الغازية والصلبة والسائلة من المهام العديدة التي يتم حلها في المعامل حول العالم.

تعريف المفهوم

التعريف الأكثر عمومية للمواد الصلبة (البقايا الجافة في الكيمياء) هو أنها مواد تمت إزالة الرطوبة منها. لكن الرطوبة الموجودة في مادة أو مادة يمكن تقسيمها إلى مكونين:

• واحد موجود في جزيئات مادة ، أو مرتبط ؛
• ما هو موجود بين جزيئات المادة ، أو الحر.

يمكن إزالة المياه المجانية عن طريق الماديةالطرق: التبخر ، التجفيف ، التقطير ، إلخ. في هذه الحالة ، يمكن أن يتغير هيكل المادة ، لكن التركيب الكيميائي لا يتغير. لا يمكن إزالة الرطوبة المقيدة إلا في ظل الظروف القاسية أو حتى باستخدام المواد الكيميائية وحدها.

جاف - هذه هي المواد التي يغيب فيها كلا النوعين من الماء. يجب أن نتذكر أن الهواء المحيط يحتوي باستمرار على كمية معينة من بخار الماء.

لذلك يجب تخزين المواد الساخنة المجففة في حاويات خاصة حتى لا يدخلها بخار الماء.

الماء في الطعام

يحتوي الطعام على كميات كبيرة من الماء. من 70-95٪ في مختلف الفواكه والخضروات وحتى 4٪ في الحليب المجفف. لكن المحتوى الرطوبي للمنتج لا يشير إلى نسبة الماء الحر والمربوط فيه ، وهذا يلعب دورًا رائدًا في التخزين. في الواقع ، اعتمادًا على الرطوبة ، يتغير المظهر والمذاق ، وبالتالي وقت وطريقة التخزين دون ظهور علامات التلف. لذلك ، لا يشير المصنعون عادةً إلى الفترة فحسب ، بل يشيرون أيضًا إلى الرطوبة ودرجة حرارة تخزين المنتج.

في الطعام ، يمكن ربط الماء بالبروتينات وعدد كبير من المركبات العضوية الأخرى في أنظمة غروانية مستقرة يصعب إزالتها.

الماء في علف الحيوانات

قد تشير المادة الجافة إلى الجزء الجاف من علف الحيوانات. يمكن تصنيف مغذيات الأعلاف أو السموم على هذا النحو للإشارة إلى مستواها في الغذاء الحيواني. يمثل مستويات المغذيات في مختلفيتغذى على أساس المادة الجافة (بدلاً من الاستناد إلى الأدلة) يسهل المقارنة. بعد كل شيء ، كل الطعام يحتوي على نسب مختلفة من الماء. كما يسمح بمقارنة المستوى الجاف لمغذٍ معين مع المستوى المطلوب في غذاء الحيوان.

غالبًا ما يتم تحديد نسبة الماء عن طريق تسخين الطعام على طبق ورقي في الميكروويف أو باستخدام Koster Tester لتجفيف الطعام. يمكن أن يكون تحديد المواد الصلبة مفيدًا لتغذية منخفضة الطاقة مع نسبة عالية من الماء لضمان كمية كافية من الطاقة. لقد ثبت أن الحيوانات التي تستهلك هذه الأنواع من الطعام تتلقى طاقة غذائية أقل. يمكن أن تنتج مشكلة تسمى فقدان المادة الجافة عن إطلاق الحرارة الناجم عن التنفس الميكروبي. هذا يقلل من محتوى الكربوهيدرات غير الهيكلية والبروتينات والطاقة الغذائية الشاملة.

كيفية حساب كمية الرطوبة

يتم تحديد محتوى المادة الصلبة بالاختلاف بين وزن المنتج بالكامل ومحتوى الرطوبة فيه (محتوى الرطوبة). لهذا ، عادة ما تستخدم الطرق المباشرة وغير المباشرة.

الأساليب المباشرة تساعد على استخلاص الماء الموجود في المنتج ثم تحديد كميته

تحدد الطرق غير المباشرة مثل التجفيف أو قياس الانكسار أو الكثافة أو التوصيل لمحلول ما محتوى المواد الصلبة. يمكن أن تتضمن الطرق غير المباشرة أيضًا طريقة التعرض لمادة الاختبار باستخدام الكواشف الكيميائية.

صعوبات في تحديد المحتوى الرطوبي لمادة ما

تحديد الكميةأحيانًا يكون الماء في العينة معقدًا بسبب حقيقة أن تجفيفه يؤدي أيضًا إلى تغيير في تركيبته الكيميائية: المواد المتطايرة مثل ثاني أكسيد الكربون وبعض الأحماض العضوية ومركبات الأمونيا وكذلك معظم الكحوليات والإيثرات تتبخر ببساطة أثناء العملية ، وتؤدي أكسدة عدد من المواد العضوية إلى زيادة الوزن الجاف. يمكن أن تزداد أيضًا بسبب الماء الموجود في الغرويات المستقرة للماء.

كيفية تحديد المخلفات الجافة

يتم تحديد المواد الصلبة بطرق مختلفة. ضع في اعتبارك الأساسي والأكثر استخدامًا:

1. طريقة التحكيم. يتم تحديد محتوى الماء عن طريق التجفيف إلى وزن جاف ثابت عند إطلاق الرطوبة المسترطبة. يتم الحفاظ على درجة الحرارة محددة بدقة. تجفف العينة إلى وزن ثابت. هناك أيضًا طريقة معجلة يتم إجراؤها في درجات حرارة مرتفعة. في هذه الحالة ، يتم تحديد وقت تجفيف محدد ، ويتم تنفيذ العملية عن طريق التلبيد في كتلة متجانسة باستخدام الرمل المكلس مسبقًا. يجب أن تكون كمية الرمل المطبقة مرتين إلى أربعة أضعاف تلك الموجودة في العينة. الرمل ضروري للتجفيف المنتظم ويزيد المسامية ويسهل إزالة الرطوبة. تتم العملية في أكواب خزفية لمدة 30 دقيقة ، يتم تحديد درجة الحرارة حسب نوع المنتج. يمكن استخدام أكواب الألمنيوم أو الزجاج بدلاً من أكواب البورسلين.
2. تجفيف عالي التردد. ينتج مثل هذا الجهاز الأشعة تحت الحمراء ويتكون عادة من لوحينمترابط. تسمح هذه الطريقة عدة مرات بتسريع عملية التجفيف ، وبالتالي الدراسة بأكملها.
3. طريقة قياس الانكسار. عادة ما يكون استخدام هذه الطريقة مناسبًا للمواد التي تحتوي على الكثير من السكروز: الحلويات أو العصائر أو العصائر. في هذه الحالة ، تتم مقارنة مؤشرات الانكسار لعينة المادة والسكروز. نظرًا لأن معامل الانكسار يعتمد على درجة الحرارة ، يتم وضع كلا المحلين في منظم الحرارة قبل الفحص. هذه الطريقة تحدد بدقة كمية المواد الصلبة.

نادراً ما تستخدم

1. طريقة المسح اللوني للمسح التفاضلي هي تبريد العينة أسفل نقطة تجمد الماء ، بينما يتحول الماء الحر إلى حالة صلبة ، وعندما يتم تسخين العينة ، يمكن العثور على الحرارة المستهلكة لإذابة هذا الماء. وسيتم تعريف الماء المترابط على أنه الفرق بين إجمالي الماء والمياه المجمدة.
2. تعتمد طريقة القياسات العازلة على حقيقة أنه في وجود الماء المرتبط جزئيًا ، تختلف خصائصه كعزل كهربائي اختلافًا كبيرًا عن العينة التي لا يوجد بها مثل هذا الماء. بعد تحديد الخصائص العازلة لعينة من المادة ، يتم العثور على محتوى الماء الحر والمربوط باستخدام جداول خاصة.
3. طريقة قياس السعة الحرارية هي قياس مؤشر الماء المجمد عند إذابته ، عند كسر الروابط الهيدروجينية. في الرطوبة العالية للعينة ، سيتم تحديد قيمة السعة الحرارية بواسطة الماء الحر ، حيث تكون السعة الحرارية لها أكبر بمرتين من سعة الثلج.
4. تحدد طريقة الرنين المغناطيسي النووي حركة الماء فيهامصفوفة ثابتة. في حالة وجود مياه حرة ومقيدة ، يحدد الجهاز وجودها في الطيف بخطين في وقت واحد. نوع واحد من الماء يعطي فقط خطًا طيفيًا واحدًا. الطريقة مكلفة لكنها دقيقة للغاية وتستخدم للدراسات العميقة لبنية المواد العضوية.
5. تبدأ طريقة قياس الكثافة بتحديد الثقل النوعي للعينة. هذه هي الطريقة المعتادة لحساب الماء في العصائر أو العصائر أو الفاكهة المصنعة أو التوت مع السكر. يتم تحديد الجاذبية النوعية باستخدام مقياس كثافة السوائل. بمعرفة ذلك ، نستخدم البيانات الواردة في GOST لمادة الاختبار وتعيين محتوى الماء في العينة.

وتجدر الإشارة إلى أن طرق تحديد المواد الصلبة لا تقتصر على تلك الواردة في هذه المقالة.

توصيات لاختيار طريقة البحث

لكل عينة محددة من مادة أو منتج أو مادة ، يتم استخدام طريقتها الخاصة لتحديد المواد الجافة. لتوضيح الطريقة ، من الضروري الرجوع إلى معايير ولوائح الدولة التي تم تطويرها لجميع المنتجات الغذائية وصناعاتها.

معايير الدولة

لا يعني التحديد الكبير لطرق تحديد المخلفات الجافة اختيارًا مستقلاً للطريقة المرغوبة. لإجراء الدراسة بشكل صحيح ، من الضروري التعرف على معايير ولوائح الدولة لإجراء هذه التحليلات وفقًا لـ GOST.

وهكذا ، GOST 26808-2017 "الأسماك والمأكولات البحرية المعلبة. طرق تحديد المادة الجافة" و GOST 32640-2012 ، فيما يتعلق بطرق حساب محتوى المادة فيتغذية. يصفون العمليات بتفصيل كبير ، ويلاحظون ميزات تنفيذها ، ومعدات ومواد البحث.

معايير ولوائح أخرى

بالإضافة إلى معايير الدولة ، هناك عدد كبير من المعايير المختلفة التي تحدد صحة الاختبارات المعملية لكل نوع من أنواع مادة الاختبار لمحتوى المادة الجافة. هذه هي قواعد ومعايير OST و TU و PCT و MVI وقواعد ومعايير أخرى. لذلك ، على سبيل المثال ، هناك RD 118.02.8-88 "منهجية لقياس محتوى المخلفات الجافة (المواد المذابة) في مياه الصرف الصحي."