Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Методы определения влаги




В общепринятом смысле вода не является продуктом питания. Вместе с тем вода, как никакой другой продукт питания, поддерживает постоянный обмен веществ между живым организмом и внешней средой его обитания. Без пищи можно прожить несколько недель, без воды – считанные дни.

В растениях содержится примерно 50-70% воды, в животных – 60-65%, рыбах – до 80%. Вода активно участвует во всех физико-химических и биологических процессах живого организма. Важная роль воды в живом организме – поддержание оптимальной, достаточно постоянной температуры, т.к. вода обладает самой высокой из всех жидких и твердых веществ удельной теплоемкостью.

У взрослого человека вода составляет больше половины массы тела. В возрасте от 18 до 50 лет содержание воды в организме мужчин составляет 61%, женщин – 54%. Большая часть водного запаса организма (70%) содержится внутри клеток, в составе клеточной протоплазмы, остальное количество – внеклеточная вода, часть которой (~7%) содержится внутри кровеносных сосудов и образует плазму крови (межтканевая вода). Между межклеточной и внутриклеточной водой поддерживается постоянный обмен.

Вода, потребляемая человеком, должна быть соответствующей нормам качества, безопасной в эпидемиологическом отношении и безвредной по химическому составу. Например, длительное применение воды с повышенной жесткостью вызывает учащение камнеобразования в мочевом пузыре.

Природная вода считается пресной, если она содержит ≤0,1% растворенных примесей; при наличии 0,1-5% - минерализованная; ≥5% сухого остатка – рассол.

Распространенные природные воды – содовые (обусловлено наличием карбонатных и загипсованных пород в разрезе бассейна). Маломинерализированная мягкая минеральная вода может быть использована кроме лечебных целей и как питьевая столовая. Давно известны минеральные источники типа «буркутов». Кроме минеральных, природная вода содержит и органические вещества, которые играют большую роль в слабоминерализованных водах. Именно органическим веществам обязана своей целебной силой «Нафтуся» - минеральная вода курорта Трускавец.

Введен в действие государственный стандарт природной питьевой минеральной воды: лечебно-столовые – 2-8 г/л солей (Боржоми); лечебная >8 г/л солей (Есентуки № 17) по назначению врача.

Важно содержание различных элементов в питьевой воде. Норма содержания фтора составляет 1,0-1,5 мл/л. Содержание фтора больше нормы приводит к разрушению зубов, меньше нормы – к кариесу зубов. При кариесе растворимость тканей зуба увеличивается, ионы фтора, проникая в эмаль и дентин образуют с веществами зуба труднорастворимые соединения – фторапатиты (они не разрушаются, даже если кислотность слюны выше нормы).



Отрицательная характеристика некоторых вод – повышенное содержание сероводорода. В воде возможно содержание молекулярного сероводорода Н2S, гидросульфид-иона НS- и сульфид-иона S2-. Сульфид-ион с ионами многих металлов образует труднорастворимые соединения, в результате чего в воде образуется тонкодисперсная взвесь, например, черная с ионами Fe2+.

Содержание воды в продуктах влияет на их пищевую ценность, условия хранения, потребительские свойства. Повышение содержания воды в свежих плодах и овощах приводит к сохранению их качества и вкусовых свойств. Повышение содержания воды в сахаре, макаронных изделиях, крупах приводит к непригодности для хранения.

Содержание воды в продуктах – важный показатель качества. В стандартах на многие продовольственные товары введен показатель – массовая доля влаги (в %), причем регламентируется максимально допустимая предельная норма (не более, %).

Качество и сохранность продовольственных товаров определяется не только количеством воды, но и ее состоянием, т.е. каким образом молекулы воды связаны с сухими веществами продукта.

В зависимости от энергии, необходимой для удаления влаги из материала, всю влагу условно разделяют на свободную и связанную.

Свободная вода слабо связана с сухими веществами, легко удаляется из продукта при высушивании (t ~ 100º С), отжатии, прессовании, замерзает при 0ºС. Разновидностью свободной воды является гигроскопическая, поглощенная продовольственными товарами из воздуха. Продукты, обладающие способностью поглощать или отдавать влагу, называются гигроскопичными (сахар, сахаристые кондитерские изделия, крупа, мука, крахмал, сушеные плоды и овощи).



Связанная вода прочно удерживается сухими веществами и с большим трудом удаляется испарением (t > 300º С). Связанная вода находится в микрокапиллярах, адсорбируется внутриклеточными системами и удерживается коллоидами белков и углеводов.

К связанной воде относится также кристаллизационная вода. Например, вода, входящая в состав кристаллов лимонной кислоты и глюкозы (С6Н12О6 ·Н2О). Конституционная вода выделяется из продукта в результате термического разложения некоторых веществ при повышенных температурах. Связанная вода имеет другой показатель преломления, имеет более низкую температуру замерзания, плотность, не усваивается микроорганизмами и положительно влияет на сохранность продукта.

Вода связанная может переходить в воду свободную и наоборот. Например, при оттаивание мяса, рыбы, свежих плодов и овощей часть связанной воды переходит в свободную, что приводит к порче под действием микроорганизмов. При замесе теста, варке макаронных изделий свободная вода поглощается белками и превращается в связанную коллоидными системами воду.

Для коллоидных капиллярно-пористых тел П.А.Ребиндер предложил следующую классификацию форм связи воды с сухими веществами.

1. Химическая форма связи – молекулы воды входят в состав веществ в точном количественном соотношении. Для удаления ее требуется интенсивная обработка теплом, приводящая к разрушению структуры материала (связанная вода).

2. Физико-химическая форма связи – адсорбционная и осмотическая. Адсорбционно-связанная вода удерживается силами Ван-дер-Ваальса поверхностных молекул коллоидных веществ (белков и углеводов) на границе раздела твердое тело – вода. Например, в зерновых культурах при их влажности меньше 14% вода находится в связанном состоянии. С повышением влажности 14,5-15,5% появляется свободная вода. Дальнейшее поглощение воды обусловливается силами осмоса и диффузии. Такая вода называется осмотически поглощенной или структурной. Она менее прочно связана, характеризует стадию набухания (свободная вода).

3. Физико-механическая форма связи характерна для воды, заполняющей капилляры, крупные поры и пустоты в телах. Капиллярами вода удерживается с большой силой (связанная вода). Влага, удерживаемая силами сцепления, наименее прочно связана с материалом и может быть удалена механическим путем (свободная вода).

Методы определения влаги подразделяются на две группы: прямые и косвенные (схема 6). Прямые методы основаны на разделении материала на сухое вещество и воду, используя тепло, безводные растворители и химические реактивы. Косвенные методы основаны на измерении изменения физических величин и свойств, функционально связанных с влажностью материалов.

Прямые методы

1. Теплофизические, основанные на испарении воды из навески анализируемого материала. По разности между массой материала до высушивания и оставшейся массой сухого вещества вычисляют массу испарившейся воды. Для высушивания используются различные приборы. Известны методы:

1) высушивание до постоянной массы (в СЭШ при t=105º С). Навеску объекта исследования массой 3-10 г берут на аналитических весах с точностью до 0,001 г, в предварительно высушенные, охлажденные в эксикаторе и взвешанные бюксы, высотой не более 30 мм, диаметром 45 мм. Объект взвешивают в закрытых бюксах. Бюксы открывают и помещают в сушильный или вакуум-сушильный шкаф по возможности ближе к термометру. В сушильном шкафу навеску высушивают при t 100-105° С, а в вакуум-сушильном - при t 100° С. Разрежение при этом поддерживают порядка 700 мм рт.ст. Высушивание в обоих случаях начинают при 50° С и, постепенно повышая температуру, достигают 100-105° С примерно через 30 мин. Через 1,5-3 ч бюксу взвешивают первый раз. Предварительно ее охлаждают в эксикоторе над концентрированной серной кислотой или прокаленным хлористым кальцием. Затем открывают бюксы, вновь помещают в сушильный шкаф. Последующие взвешивания производят через 1 ч. Высушивание и взвешивание повторяют до тех пор, пока разница в массе не достигнет 0,001 г. Обычно продолжительность сушки составляет 3-5 ч содержание влаги вычисляют по формуле:

W= ,

 

где - W - содержание влаги в объекте, %;

m - масса бюкса, г

m1 - масса бюкса с навеской до высушивания, г;

m2 – масса бюкса с навеской после высушивания, г.

2) метод ускоренного высушивания в СЭШ (температура повышается до 130º С, менее длительный способ);

3) метод высушивания в приборе К.Н.Чижовой (высушивание материала осуществляется путем передачи тепла от плотно прилегающих к нему плит, нагреваемых электричеством, обычно t ~ 160º С ~ 3 мин);

4) метод высушивания ИК-лучами. ИК-лучи – электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами, поэтому ИК-лучи называются тепловыми лучами. Вода способна почти полностью поглощать все падающие на нее тепловые лучи (95-96%), при этом она быстро нагревается и испаряется. Метод основан на высокой способности влажных материалов поглощать мощный тепловой поток ИК-излучений, время сушки значительно сокращается (25 мин). Метод используется в приборах-влагомерах – сушильная камера соединена с весами. Шкала весов градуирована так, что показывает понижение массы навески за счет испарения воды. В термическом анализе рассматривается ряд методов, основанных на изменении какого-либо свойства системы как функции температуры или на изменении количества выделенного или поглощенного в реакции тепла.

 

 

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал