Sušina je Metoda stanovení

2024 Autor: Isabella Gilson | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 03:20

Voda je jednou z nejběžnějších chemických sloučenin na Zemi. V životě biologického světa hraje výjimečnou roli, stejně jako kyslík, který je nezbytnou podmínkou života, je součástí všech živých bytostí a podílí se na jejich metabolických systémech. Stanovení obsahu vody (procento vlhkosti) v lidském prostředí, potravinách, průmyslových materiálech, plynných, pevných a kapalných látkách je jedním z mnoha úkolů řešených v laboratořích po celém světě.

Definice pojmu

Nejobecnější definice pevných látek (suchý zbytek v chemii) je, že se jedná o látky, ze kterých byla odstraněna vlhkost. Ale vlhkost obsažená v látce nebo materiálu může být rozdělena do dvou složek:

• ten, který je obsažen v molekulách látky nebo je asociován;
• to, co je obsaženo mezi molekulami látky nebo je volné.

Vodu zdarma lze odstranit fyzickymetody: odpařování, sušení, destilace atd. V tomto případě se může změnit struktura látky, ale ne chemické složení. Navázanou vlhkost lze odstranit pouze za drsnějších podmínek nebo dokonce pomocí samotných chemikálií.

Suché – jedná se o látky, ve kterých chybí oba druhy vody. Je třeba mít na paměti, že okolní vzduch neustále obsahuje určité množství vodní páry.

Vysušené horké látky je proto nutné skladovat ve speciálních nádobách, aby se do nich nedostala vodní pára.

Voda v potravinách

Potraviny obsahují velké množství vody. Od 70-95% v různém ovoci a zelenině a až 4% v sušeném mléce. Obsah vlhkosti ve výrobku však neudává procento volné a vázané vody v něm, a to hraje hlavní roli při skladování. V závislosti na vlhkosti se totiž mění vzhled, chuť a podle toho i doba a způsob skladování, aniž by se objevily známky zkažení. Výrobci proto většinou uvádějí nejen dobu, ale i vlhkost a teplotu skladování produktu.

V potravinách může být voda vázána proteiny a velkým množstvím dalších organických sloučenin do stabilních koloidních systémů, ze kterých je obtížné ji odstranit.

Voda v krmivu pro zvířata

Sušina může odkazovat na suchou část krmiva pro zvířata. Živina nebo toxin v krmivu mohou být klasifikovány jako takové, aby bylo uvedeno jejich množství v krmivu pro zvířata. Účtování úrovní živin v různýchkrmiva na bázi sušiny (spíše než na základě důkazů) usnadňuje srovnání. Koneckonců, každé jídlo má různé procento vody. Umožňuje také srovnání obsahu sušiny dané živiny s množstvím požadovaným ve stravě zvířete.

Procento vody se často určuje ohříváním jídla na papírovém talíři v mikrovlnné troubě nebo pomocí přístroje Koster Tester k sušení jídla. Stanovení pevných látek může být užitečné pro nízkoenergetická krmiva s vysokým procentem vody pro zajištění dostatečného příjmu energie. Bylo prokázáno, že zvířata konzumující tyto druhy potravy přijímají méně potravní energie. Problém nazývaný ztráta sušiny může být důsledkem uvolňování tepla způsobeného mikrobiální respirací. Tím se snižuje obsah nestrukturálních sacharidů, bílkovin a celkové energie jídla.

Jak vypočítat množství vlhkosti

Obsah pevných látek je určen rozdílem mezi hmotností celého produktu a jeho vlhkostí (obsahem vlhkosti). K tomu se obvykle používají přímé a nepřímé metody.

Přímé metody pomáhají extrahovat vodu obsaženou v produktu a následně určit její množství.

Nepřímé metody jako sušení, refraktometrie, hustota nebo vodivost roztoku určují obsah pevných látek. Nepřímé metody mohou také zahrnovat metodu expozice zkoušené látce pomocí chemických činidel.

Potíže se stanovením obsahu vlhkosti v látce

Určení množstvívoda ve vzorku je někdy komplikována tím, že jejím vysycháním dochází i ke změně jejího chemického složení: těkavé látky jako oxid uhličitý, některé organické kyseliny, sloučeniny amoniaku, ale i většina alkoholů a etherů se během procesu jednoduše odpaří, a oxidace řady organických látek vede ke zvýšení sušiny. Může se také zvýšit díky vodě obsažené ve stabilních hydrofilních koloidech.

Jak určit suché zbytky

Stanovení pevných látek se provádí různými metodami. Zvažte hlavní a nejčastěji používané:

1. Rozhodčí metoda. Obsah vody se stanoví sušením na konstantní suchou hmotnost při uvolnění hygroskopické vlhkosti. Teplota je udržována přísně definovaná. Vzorek se suší do konstantní hmotnosti. Existuje také zrychlená metoda, prováděná při zvýšené teplotě. V tomto případě je nastavena konkrétní doba sušení a proces se provádí slinováním do homogenní hmoty s předem kalcinovaným pískem. Množství aplikovaného písku by mělo být dvakrát až čtyřikrát větší než množství vzorku. Písek je nezbytný pro rovnoměrné sušení, zvyšuje poréznost a usnadňuje odvod vlhkosti. Proces probíhá v porcelánových kelímcích po dobu 30 minut, teplota je dána druhem produktu. Místo porcelánových šálků lze použít hliníkové nebo skleněné šálky.
2. Vysokofrekvenční sušení. Takový přístroj produkuje infračervené záření a obvykle se skládá ze dvou desek, kterépropojeny. Tato metoda umožňuje mnohokrát urychlit proces sušení, a tím i celou studii.
3. Metoda refraktometrie. Použití této metody je obvykle relevantní pro látky obsahující hodně sacharózy: sladkosti, sirupy nebo šťávy. V tomto případě se porovnávají indexy lomu vzorku látky a sacharózy. Protože index lomu závisí na teplotě, oba roztoky se před vyšetřením umístí do termostatu. Tato metoda přesně určuje množství pevných látek.

Zřídka používané metody

1. Metoda diferenciální skenovací kolorimetrie spočívá v ochlazení vzorku pod bod mrazu vody, zatímco volná voda přejde do tuhého stavu, a když se vzorek zahřeje, lze nalézt teplo vynaložené na roztavení této vody. A vázaná voda bude definována jako rozdíl mezi celkovou vodou a zmrzlou vodou.
2. Metoda dielektrických měření je založena na skutečnosti, že v přítomnosti částečně vázané vody se její vlastnosti jako dielektrika značně liší od vzorku, kde taková voda není. Po určení dielektrických vlastností vzorku látky se pomocí speciálních tabulek zjistí obsah volné a vázané vody.
3. Metodou měření tepelné kapacity je měření indexu zmrzlé vody při jejím rozmrazování, kdy dochází k porušení vodíkových vazeb. Při vysoké vlhkosti vzorku bude hodnota tepelné kapacity určena volnou vodou, jejíž tepelná kapacita je 2x větší než u ledu.
4. Metoda nukleární magnetické rezonance určuje pohyblivost vody vpevná matice. V přítomnosti volné a vázané vody přístroj zjišťuje jejich přítomnost ve spektru dvěma čarami najednou. Jeden typ vody poskytuje pouze jednu spektrální čáru. Metoda je drahá, ale velmi přesná, používá se pro hluboké studie struktury organických látek.
5. Densimetrická metoda začíná stanovením specifické hmotnosti vzorku. Toto je obvyklý způsob výpočtu vody v džusech, sirupech, zpracovaném ovoci nebo bobulích s cukrem. Měrná hmotnost se určuje hustoměrem. Když to víme, používáme údaje uvedené v GOST pro testovanou látku a nastavujeme obsah vody ve vzorku.

Je třeba poznamenat, že metody pro stanovení pevných látek nejsou omezeny na metody uvedené v tomto článku.

Doporučení pro výběr metody výzkumu

Pro každý specifický vzorek látky, produktu nebo materiálu se používá jeho vlastní metoda pro stanovení sušiny. Pro objasnění metody je nutné odkázat na státní normy a předpisy, které jsou vyvinuty pro všechny potravinářské produkty a jejich průmyslová odvětví.

Státní normy

Velký výběr metod pro stanovení sušiny neznamená nezávislou volbu požadované metody. Pro správné provedení studie je nutné seznámit se se státními normami a předpisy pro provádění těchto analýz v souladu s GOST.

Takže GOST 26808-2017 "Konzervované ryby a mořské plody. Metody stanovení sušiny" a GOST 32640-2012, týkající se metod výpočtu obsahu látky vkrmit. Velmi podrobně popisují procesy, všímají si vlastností jejich implementace, vybavení a materiálů pro výzkum.

Další normy a předpisy

Kromě státních norem existuje velké množství různých norem, které určují správnost laboratorních testů pro každý typ testované látky na obsah sušiny. Jedná se o různé OST, TU, PCT, MVI a další normy a standardy. Tak například existuje RD 118.02.8-88 „Metodika pro měření obsahu sušiny (rozpuštěných látek) v odpadních vodách.“