La matèria seca és Mètode de determinació

2024 Autora: Isabella Gilson | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 03:20

L'aigua és un dels compostos químics més comuns a la Terra. Té un paper excepcional en la vida del món biològic, de la mateixa manera que l'oxigen, com a condició necessària per a la vida, forma part de tots els éssers vius i participa dels seus sistemes metabòlics. Determinar el contingut d'aigua (percentatge d'humitat) en el medi humà, els aliments, els materials industrials, les substàncies gasoses, sòlides i líquides és una de les moltes tasques resoltes als laboratoris d'arreu del món.

Definició del concepte

La definició més general de sòlids (residu sec en química) és que es tracta de substàncies de les quals s'ha eliminat la humitat. Però la humitat continguda en una substància o material es pot dividir en dos components:

• un contingut en les molècules d'una substància o associada;
• el que està contingut entre les molècules d'una substància, o lliure.

L'aigua gratuïta es pot eliminar per mitjà físicmètodes: evaporació, assecat, destil·lació, etc. En aquest cas, l'estructura de la substància pot canviar, però la composició química no. La humitat limitada només es pot eliminar en condicions més dures o fins i tot només amb productes químics.

Sec: són substàncies en què els dos tipus d'aigua estan absents. Cal recordar que l'aire circumdant conté constantment una certa quantitat de vapor d'aigua.

Per tant, les substàncies calentes seques s'han d'emmagatzemar en recipients especials perquè no hi entri vapor d'aigua.

Aigua als aliments

El menjar conté grans quantitats d'aigua. Del 70 al 95% en diverses fruites i verdures i fins a un 4% en llet en pols. Però el contingut d'humitat del producte no indica el percentatge d'aigua lliure i lligada que hi ha, i això té un paper destacat en l'emmagatzematge. De fet, depenent de la humitat, l'aspecte, el gust i, en conseqüència, el temps i el mètode d'emmagatzematge canvien sense que apareguin signes de deteriorament. Per tant, els fabricants solen indicar no només el període, sinó també la humitat i la temperatura d'emmagatzematge del producte.

En els aliments, l'aigua es pot unir per proteïnes i un gran nombre d' altres compostos orgànics en sistemes col·loïdals estables dels quals és difícil d'eliminar.

Aigua a l'alimentació dels animals

La matèria seca pot referir-se a la part seca de l'alimentació animal. Un nutrient o toxina d'alimentació es pot classificar com a tal per indicar el seu nivell en l'alimentació animal. Comptabilització dels nivells de nutrients en diferentss'alimenta sobre una base de matèria seca (en lloc de basar-se en evidències) facilita la comparació. Després de tot, tots els aliments tenen diferents percentatges d'aigua. També permet comparar el nivell sec d'un determinat nutrient amb el nivell requerit en la dieta de l'animal.

El percentatge d'aigua sovint es determina escalfant els aliments en un plat de paper al microones o utilitzant el Koster Tester per assecar els aliments. La determinació de sòlids pot ser útil per a alimentacions de baixa energia amb un alt percentatge d'aigua per garantir una ingesta energètica adequada. S'ha demostrat que els animals que consumeixen aquest tipus d'aliments reben menys energia alimentària. Un problema anomenat pèrdua de matèria seca pot derivar de l'alliberament de calor causat per la respiració microbiana. Això redueix el contingut d'hidrats de carboni no estructurals, proteïnes i energia global dels aliments.

Com calcular la quantitat d'humitat

El contingut de matèria sòlida ve determinat per la diferència entre el pes de tot el producte i el seu contingut d'humitat (contingut d'humitat). Per a això, s'utilitzen habitualment mètodes directes i indirectes.

Els mètodes directes ajuden a extreure l'aigua que conté el producte i, a continuació, en determinen la quantitat.

Mètodes indirectes com l'assecat, la refractometria, la densitat o la conductivitat d'una solució determinen el contingut de sòlids. Els mètodes indirectes també poden incloure el mètode d'exposició a la substància d'assaig amb reactius químics.

Dificultats per determinar el contingut d'humitat d'una substància

Determinació de la quantitatL'aigua d'una mostra de vegades es complica pel fet que el seu assecat també comporta un canvi en la seva composició química: substàncies volàtils com el diòxid de carboni, alguns àcids orgànics, compostos d'amoníac, així com la majoria d'alcohols i èters simplement s'evaporen durant el procés, i l'oxidació d'una sèrie de substàncies orgàniques condueix a un augment del pes sec. També pot augmentar a causa de l'aigua continguda en els col·loides hidròfils estables.

Com determinar el residu sec

La determinació de sòlids es realitza mitjançant diversos mètodes. Considereu el principal i el més utilitzat:

1. Mètode d'arbitratge. El contingut d'aigua es determina assecant fins a un pes sec constant quan s'allibera humitat higroscòpica. La temperatura es manté estrictament definida. La mostra s'asseca fins a un pes constant. També hi ha un mètode accelerat, realitzat a temperatura elevada. En aquest cas, s'estableix un temps d'assecat específic i el procés es realitza mitjançant la sinterització en una massa homogènia amb sorra precalcinada. La quantitat de sorra aplicada ha de ser de dues a quatre vegades la de la mostra. La sorra és necessària per a un assecat uniforme, augmenta la porositat i facilita l'eliminació de la humitat. El procés es realitza en gots de porcellana durant 30 minuts, la temperatura ve determinada pel tipus de producte. Es poden utilitzar gots d'alumini o de vidre en lloc de tasses de porcellana.
2. Assecat d' alta freqüència. Aquest aparell produeix radiació infraroja i normalment consta de dues plaques, queinterconnectats. El mètode permet accelerar moltes vegades el procés d'assecat i, per tant, tot l'estudi.
3. Mètode de refractometria. L'ús d'aquest mètode sol ser rellevant per a substàncies que contenen molta sacarosa: dolços, xarops o sucs. En aquest cas, es comparen els índexs de refracció de la mostra de la substància i la sacarosa. Com que l'índex de refracció depèn de la temperatura, ambdues solucions es col·loquen en un termòstat abans de l'examen. Aquest mètode determina amb precisió la quantitat de sòlids.

Mètodes poc utilitzats

1. El mètode de colorimetria d'escaneig diferencial és refredar la mostra per sota del punt de congelació de l'aigua, mentre que l'aigua lliure es convertirà en un estat sòlid i, quan s'escalfa la mostra, es pot trobar la calor gastada per fondre aquesta aigua.. I l'aigua lligada es definirà com la diferència entre l'aigua total i l'aigua congelada.
2. El mètode de mesures dielèctriques es basa en el fet que, en presència d'aigua parcialment lligada, les seves propietats com a dielèctric difereixen molt de la mostra on no hi ha aquesta aigua. Després d'haver determinat les propietats dielèctriques d'una mostra d'una substància, el contingut d'aigua lliure i lligada es troba mitjançant taules especials.
3. El mètode per mesurar la capacitat calorífica és mesurar l'índex de l'aigua congelada quan es descongela, quan es trenquen els ponts d'hidrogen. Amb una humitat elevada de la mostra, el valor de la capacitat calorífica estarà determinat per l'aigua lliure, la capacitat calorífica de la qual és 2 vegades més gran que la del gel.
4. El mètode de la ressonància magnètica nuclear determina la mobilitat de l'aiguamatriu fixa. En presència d'aigua lliure i lligada, el dispositiu determina la seva presència a l'espectre amb dues línies alhora. Un tipus d'aigua només dóna una línia espectral. El mètode és car, però molt precís, s'utilitza per a estudis profunds de l'estructura de les substàncies orgàniques.
5. El mètode densimètric comença amb la determinació de la gravetat específica de la mostra. Aquesta és la manera habitual de calcular l'aigua en sucs, xarops, fruites processades o baies amb sucre. La gravetat específica es determina amb un hidròmetre. Sabent-ho, utilitzem les dades proporcionades a GOST per a la substància de prova i establim el contingut d'aigua a la mostra.

Cal tenir en compte que els mètodes per determinar sòlids no es limiten als que s'indiquen en aquest article.

Recomanacions per triar un mètode de recerca

Per a cada mostra específica d'una substància, producte o material, s'utilitza el seu propi mètode per determinar les substàncies seques. Per aclarir el mètode, cal fer referència a les normes i regulacions estatals que es desenvolupen per a tots els productes alimentaris i les seves indústries.

Normes estatals

Una gran selecció de mètodes per determinar el residu sec no significa una elecció independent del mètode desitjat. Per a la correcta realització de l'estudi, cal familiaritzar-se amb les normes i les normatives estatals per dur a terme aquestes anàlisis d'acord amb GOST.

Així, GOST 26808-2017 "Conserves de peix i marisc. Mètodes per determinar la matèria seca" i GOST 32640-2012, sobre mètodes per calcular el contingut d'una substància enalimentar. Descriuen els processos amb gran detall, observen les característiques de la seva implementació, equips i materials per a la investigació.

Altres estàndards i regulacions

A més dels estàndards estatals, hi ha un gran nombre d'estàndards diferents que determinen la correcció de les proves de laboratori per a cada tipus de substància de prova pel que fa al contingut de matèria seca. Es tracta de diverses OST, TU, PCT, MVI i altres normes i estàndards. Així, per exemple, hi ha el RD 118.02.8-88 "Metodologia per mesurar el contingut de residus secs (substàncies dissoltes) a les aigües residuals".