8.第八章、水分和灰份的测定解析.ppt
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1、第八章、水分和灰份的测定第八章、水分和灰份的测定 3/5/20231第一节、水分的测定 水分的测定对于计算物料平衡有重要的意义水分的测定对于计算物料平衡有重要的意义:原料中水分的多少,直接影响原料的质量及原料中水分的多少,直接影响原料的质量及其保存。其保存。成品的水分,例如酵母和味精成品的水分,成品的水分,例如酵母和味精成品的水分,都有一定的标准规定,否则将影响其质量及都有一定的标准规定,否则将影响其质量及保存。保存。一些半成品,也有一定的水分要求,例如大一些半成品,也有一定的水分要求,例如大曲酒入池酒酪水分一般要求为曲酒入池酒酪水分一般要求为5055,过,过高过低都会影响发酵酒的质量及发酵是
2、否完高过低都会影响发酵酒的质量及发酵是否完全。全。3/5/20232测定水分的方法测定水分的方法:l干燥法干燥法l蒸馏法蒸馏法l滴定法滴定法本节以实例介绍直接烘干、减压干燥和本节以实例介绍直接烘干、减压干燥和红外线干燥三种方法。红外线干燥三种方法。3/5/20233一、常压直接烘干法(一一)原理原理样品中的水分受热后产生的蒸汽压,高于空气在样品中的水分受热后产生的蒸汽压,高于空气在电热干燥箱中的分压,水分便从样品中挥发出来。电热干燥箱中的分压,水分便从样品中挥发出来。样品干燥的速度取决于这个压差的大小,在此条件样品干燥的速度取决于这个压差的大小,在此条件下失去的主要是试样中的游离水。试样的水分
3、一般下失去的主要是试样中的游离水。试样的水分一般是指在是指在l00左右直接干燥的情况下,所失去的总左右直接干燥的情况下,所失去的总量。在此条件下失去的重量不仅是水分,还有微量量。在此条件下失去的重量不仅是水分,还有微量的挥发性物质。的挥发性物质。(二二)仪器仪器电热恒温干燥箱。电热恒温干燥箱。3/5/20234(三三)测定实例测定实例淀粉质原料水分的测定。常用的淀粉质原料有高淀粉质原料水分的测定。常用的淀粉质原料有高梁、大麦、小麦、大米、玉米、木薯淀粉、薯干等。梁、大麦、小麦、大米、玉米、木薯淀粉、薯干等。试样应先粉碎,过试样应先粉碎,过40目筛后进行水分测定。目筛后进行水分测定。1测定步骤测
4、定步骤精密称取约精密称取约2.000g粉碎的试样,放入已干燥并称粉碎的试样,放入已干燥并称重的直径为重的直径为5cm、深深2cm、具磨口塞的称量瓶中。具磨口塞的称量瓶中。置电热干燥箱中,将盖取下,在置电热干燥箱中,将盖取下,在95105干燥干燥24小时,将瓶盖盖上,取出,放入干燥器中冷却小时,将瓶盖盖上,取出,放入干燥器中冷却30分钟后称重。再在相同温度下复烘分钟后称重。再在相同温度下复烘l小时,于干燥器小时,于干燥器中冷却中冷却30分钟后复称。反复干燥至恒重。分钟后复称。反复干燥至恒重。3/5/202352.计算计算式中式中W0称量瓶重称量瓶重(g)Wl干燥前称量瓶及样品总重干燥前称量瓶及样
5、品总重(g)W2干燥后称量瓶及样品总重干燥后称量瓶及样品总重(g)3/5/202363、操作条件选择 操作条件选择主要包括:称样数量,称量操作条件选择主要包括:称样数量,称量皿规格,干燥设备及干燥条件等的选择。皿规格,干燥设备及干燥条件等的选择。3/5/20237l称样数量称样数量一般控制在其干燥后的残留物质量在一般控制在其干燥后的残留物质量在1.53.0g。水分含量较低的固态、浓稠态食品,将称样数量控制水分含量较低的固态、浓稠态食品,将称样数量控制在在35g;果汁、牛乳等液态食品,通常每份样量控制在果汁、牛乳等液态食品,通常每份样量控制在1520g。l称量皿规格称量皿规格玻璃称量皿耐酸碱,不
6、受样品性质的限制,常用于干玻璃称量皿耐酸碱,不受样品性质的限制,常用于干燥法。燥法。铝质称量皿质量轻,导热性强,但对酸性食品个适宜,铝质称量皿质量轻,导热性强,但对酸性食品个适宜,常用于减压干燥法。常用于减压干燥法。称量皿规格的选择,以样品置于其中平铺开后厚度不称量皿规格的选择,以样品置于其中平铺开后厚度不超过皿高的超过皿高的l3为宜。为宜。3/5/20238l干燥设备干燥设备采用风量可调节的烘箱。当风量减小时,烘箱采用风量可调节的烘箱。当风量减小时,烘箱温度能保持在规定温度上温度能保持在规定温度上1的范围内,即符的范围内,即符合测定使用要求。温度计通常处于离上隔板合测定使用要求。温度计通常处
7、于离上隔板3cm的中心处,保证测定温度较恒定。的中心处,保证测定温度较恒定。l干燥条件干燥条件温度一般控制在温度一般控制在95105,对热,对热稳定的谷物等可提高到稳定的谷物等可提高到120130范围内进行范围内进行干燥;对含还原糖较多的食品应先用低温干燥;对含还原糖较多的食品应先用低温(50一一60)然后再用然后再用100一一105干燥。干燥。3/5/20239l干燥时间的确定有两种方法,一种是干燥到恒量,干燥时间的确定有两种方法,一种是干燥到恒量,另一种是规定一定的干燥时间。另一种是规定一定的干燥时间。l测定水分时,称量恒重指试样连续两次干燥后,测定水分时,称量恒重指试样连续两次干燥后,差
8、不超过差不超过2mg。l当样品水分大于当样品水分大于17时,在粉碎过程中水分会显时,在粉碎过程中水分会显著损失,因此需在著损失,因此需在60左右预先干燥左右预先干燥34小时,小时,使水分降至使水分降至1214,此时测得的为前水分。再,此时测得的为前水分。再将试样粉碎,准确测其水分,此时测得的为后水将试样粉碎,准确测其水分,此时测得的为后水分。试样的总水分为:分。试样的总水分为:总水分总水分()1(1后水分后水分)(1前水分前水分)1003/5/202310l浓稠态样品直接加热下操,其表面易结硬壳焦化,使浓稠态样品直接加热下操,其表面易结硬壳焦化,使内部水分蒸发受阻,测定前,需加精制海沙或无水硫
9、内部水分蒸发受阻,测定前,需加精制海沙或无水硫酸钠,搅并均匀,以防结块,同时增大受热与蒸发面酸钠,搅并均匀,以防结块,同时增大受热与蒸发面积,加速水分蒸发,缩短分析时间。积,加速水分蒸发,缩短分析时间。l果糖含量较高的样品,如水果制品、蜂蜜等,高温下果糖含量较高的样品,如水果制品、蜂蜜等,高温下(70)长时间加热,果糖会发生氧化分解作用而导长时间加热,果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。宜采用减压干燥法测定水分含量。致明显误差。宜采用减压干燥法测定水分含量。l有较多氨基酸、蛋白质及碳基化合物的样品,长时间有较多氨基酸、蛋白质及碳基化合物的样品,长时间加热则会发生碳氨反应,析出水分而导致误差。
10、对此加热则会发生碳氨反应,析出水分而导致误差。对此类样品采用其他方法测定水分含量。类样品采用其他方法测定水分含量。l本法测得的水分还包括微量的芳香油、醇、有机酸等本法测得的水分还包括微量的芳香油、醇、有机酸等挥发性成分。对于含挥发性组分较多的样品,如香料挥发性成分。对于含挥发性组分较多的样品,如香料油、低醇饮料等宜采用蒸馏法测定水分含量。油、低醇饮料等宜采用蒸馏法测定水分含量。3/5/202311二、减压干燥法 对加热在对加热在100以上容易破坏、变质或不易以上容易破坏、变质或不易失去结合水的样品,如味精、糖蜜等,可采失去结合水的样品,如味精、糖蜜等,可采用减压干燥法。用减压干燥法。(一一)原
11、理原理 利用低压下水的沸点降低的原理,使试样利用低压下水的沸点降低的原理,使试样中的水分在较低温度下蒸发出来,根据试样中的水分在较低温度下蒸发出来,根据试样干燥后所失去的重量,计算水分含量。干燥后所失去的重量,计算水分含量。3/5/202312味精水分的测定在已烘干并称重的称量瓶中,精密称取味精在已烘干并称重的称量瓶中,精密称取味精样品样品25g,摊平后放入真空干燥箱中,将干摊平后放入真空干燥箱中,将干燥箱与真空泵或水力喷射泵连接,开动真空泵,燥箱与真空泵或水力喷射泵连接,开动真空泵,抽出箱内空气,使真空度达到抽出箱内空气,使真空度达到4053kPa,并并同时打开电源,加热温度达同时打开电源,
12、加热温度达5060,即关闭,即关闭活塞停止抽气,保持此温度及真空度活塞停止抽气,保持此温度及真空度23小时,小时,打开活塞使空气经过干燥管徐徐流入,使箱内打开活塞使空气经过干燥管徐徐流入,使箱内外压力恢复平衡后,再打开门,取出称量瓶放外压力恢复平衡后,再打开门,取出称量瓶放入干燥器中,冷却入干燥器中,冷却30分钟后称重,并重复操作分钟后称重,并重复操作至恒重。至恒重。3/5/202313三、红外线干燥法(一一)原理原理红外线是位于可见光和微波之间的一种电磁红外线是位于可见光和微波之间的一种电磁波。红外线射到物体表面时,除部分被反射外,波。红外线射到物体表面时,除部分被反射外,其余进入物体内部,
13、大部分被物体吸收,使物其余进入物体内部,大部分被物体吸收,使物体升温,物体中水分汽化而达到干燥的目的。体升温,物体中水分汽化而达到干燥的目的。红外线干燥干燥速度快,时间短。一些高红外线干燥干燥速度快,时间短。一些高分子物质和有机物质在红外区有很宽的吸收带,分子物质和有机物质在红外区有很宽的吸收带,更适宜用红外线干燥。更适宜用红外线干燥。红外线干燥法尽管速度快,但比较起来,其红外线干燥法尽管速度快,但比较起来,其精密度差,一般用作简易法,或快速测定在一精密度差,一般用作简易法,或快速测定在一定允许偏差范围内的水分含量。定允许偏差范围内的水分含量。3/5/202314二)仪器红红外外线线辐辐射射源
14、源有有红红外外线线灯灯泡泡,远远红红外外辐辐射射干干燥燥箱等。箱等。l红红外外线线灯灯泡泡与与一一般般灯灯泡泡基基本本相相同同。为为了了产产生生大大量量红红外外线线,减减少少可可见见光光,把把灯灯丝丝加加长长增增大大电电阻阻,使使通通过过的的电电流流减减弱弱。灯灯丝丝温温度度较较低低,红红外外线线发发生生率率就就增增加加。灯灯罩罩外外形形呈呈抛抛物物形形曲曲线线,内内层层镀镀银银,有有利利于于红红外外线线反反射射和和集集中中,从从而而增增加加红红外外线的强度。线的强度。3/5/202315l远远红红外外辐辐射射干干燥燥箱箱是是采采用用喷喷有有金金属属氧氧化化物物、碳碳化化物物等等红红外外线线辐
15、辐射射材材料料的的特特种种电电热热丝丝进进行行加加热热的的。它它能能辐辐射射出出长长波波红红外外线线。其其工工作作温温度度与与常常压烘箱一样可以调节。压烘箱一样可以调节。l市市售售的的红红外外线线水水分分快快速速测测定定仪仪是是由由红红外外线线灯灯泡泡和和单单盘盘电电光光天天平平构构成成的的。测测定定后后可可直直接接在在投投影屏刻度上读出试样的水分含量。影屏刻度上读出试样的水分含量。3/5/202316(三)测定实例 糖蜜由于含糖分高而且粘稠,用常压直接烘干法测糖蜜由于含糖分高而且粘稠,用常压直接烘干法测定水分,会因表面形成干燥硬壳而妨碍水分挥发,定水分,会因表面形成干燥硬壳而妨碍水分挥发,烘
16、干时间长,又易因局部过热而烘焦,因面可采用烘干时间长,又易因局部过热而烘焦,因面可采用红外线干燥法。红外线干燥法。1测定步骤测定步骤 精精密密称称取取试试样样约约10g,置置已已烘烘干干称称重重的的直直径径10cm的的表表面面玻玻璃璃上上,用用事事先先与与表表面面玻玻璃璃一一同同烘烘干干称称重重的的小小玻玻棒棒将将试试样样铺铺成成薄薄层层。打打开开500w红红外外线线灯灯,待待5分分钟钟后后将将盛盛有有试试样样的的表表面面玻玻璃璃连连同同小小玻玻棒棒一一起起放放在在灯灯下下,距距离离为为1520cm。干干燥燥12分分钟钟取取出出,置置干干燥燥器器中中冷冷却却30分分钟钟,称称重重。再再放放入入
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