2024 Auteur: Isabella Gilson | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 03:25
L'eau est l'un des composés chimiques les plus courants sur Terre. Il joue un rôle exceptionnel dans la vie du monde biologique, tout comme l'oxygène, condition nécessaire à la vie, fait partie de tous les êtres vivants et participe à leurs systèmes métaboliques. La détermination de la teneur en eau (pourcentage d'humidité) dans l'environnement humain, les aliments, les matériaux industriels, les substances gazeuses, solides et liquides est l'une des nombreuses tâches résolues dans les laboratoires du monde entier.
Définition du concept
La définition la plus générale des solides (résidu sec en chimie) est qu'il s'agit de substances dont l'humidité a été éliminée. Mais l'humidité contenue dans une substance ou un matériau peut être divisée en deux composants:
- celle qui est contenue dans les molécules d'une substance, ou associée;
- ce qui est contenu entre les molécules d'une substance, ou libre.
L'eau gratuite peut être éliminée parméthodes: évaporation, séchage, distillation, etc. Dans ce cas, la structure de la substance peut changer, mais pas la composition chimique. L'humidité liée ne peut être éliminée que dans des conditions plus difficiles ou même avec des produits chimiques seuls.
Sec - ce sont des substances dans lesquelles les deux types d'eau sont absents. Il faut se rappeler que l'air ambiant contient constamment une certaine quantité de vapeur d'eau.
Par conséquent, les substances chaudes séchées doivent être stockées dans des récipients spéciaux afin que la vapeur d'eau n'y pénètre pas.
Eau dans les aliments
La nourriture contient de grandes quantités d'eau. De 70 à 95 % dans divers fruits et légumes et jusqu'à 4 % dans le lait en poudre. Mais la teneur en humidité du produit n'indique pas le pourcentage d'eau libre et liée qu'il contient, et cela joue un rôle de premier plan dans le stockage. En effet, en fonction de l'humidité, l'aspect, le goût et, par conséquent, le temps et le mode de conservation changent sans apparition de signes d' altération. Par conséquent, les fabricants indiquent généralement non seulement la période, mais également l'humidité et la température de stockage du produit.
Dans les aliments, l'eau peut être liée par des protéines et un grand nombre d'autres composés organiques dans des systèmes colloïdaux stables dont il est difficile de l'éliminer.
L'eau dans l'alimentation animale
La matière sèche peut faire référence à la partie sèche des aliments pour animaux. Un élément nutritif ou une toxine pour aliments pour animaux peut être classé comme tel pour indiquer son niveau dans les aliments pour animaux. Prise en compte des niveaux de nutriments dans différentsse nourrit sur la base de la matière sèche (plutôt que sur la base de preuves) facilite la comparaison. Après tout, tous les aliments ont des pourcentages d'eau différents. Il permet également de comparer le niveau sec d'un nutriment donné avec le niveau requis dans l'alimentation de l'animal.
Le pourcentage d'eau est souvent déterminé en chauffant les aliments sur une assiette en carton au micro-ondes ou en utilisant le testeur Koster pour sécher les aliments. La détermination des solides peut être utile pour les aliments à faible teneur en énergie avec un pourcentage élevé d'eau pour assurer un apport énergétique adéquat. Il a été démontré que les animaux qui consomment ces types d'aliments reçoivent moins d'énergie alimentaire. Un problème appelé perte de matière sèche peut résulter du dégagement de chaleur provoqué par la respiration microbienne. Cela réduit la teneur en glucides non structurels, en protéines et en énergie alimentaire globale.
Comment calculer la quantité d'humidité
La teneur en matière solide est déterminée par la différence entre le poids du produit entier et sa teneur en humidité (humidité). Pour cela, des méthodes directes et indirectes sont généralement utilisées.
Les méthodes directes permettent d'extraire l'eau contenue dans le produit, puis d'en déterminer la quantité.
Les méthodes indirectes telles que le séchage, la réfractométrie, la densité ou la conductivité d'une solution déterminent la teneur en solides. Les méthodes indirectes peuvent également inclure la méthode d'exposition à la substance d'essai avec des réactifs chimiques.
Difficultés à déterminer la teneur en humidité d'une substance
Détermination de la quantitél'eau dans un échantillon est parfois compliquée par le fait que son dessèchement entraîne également une modification de sa composition chimique: les substances volatiles telles que le dioxyde de carbone, certains acides organiques, les composés d'ammoniac, ainsi que la plupart des alcools et des éthers s'évaporent simplement au cours du processus, et l'oxydation d'un certain nombre de substances organiques entraîne une augmentation du poids sec. Elle peut également augmenter en raison de l'eau contenue dans les colloïdes hydrophiles stables.
Comment déterminer le résidu sec
La détermination des solides est effectuée par différentes méthodes. Considérez le principal et le plus couramment utilisé:
- Méthode d'arbitrage. La teneur en eau est déterminée par séchage jusqu'à un poids sec constant lorsque l'humidité hygroscopique est libérée. La température est maintenue strictement définie. L'échantillon est séché jusqu'à poids constant. Il existe également une méthode accélérée, réalisée à température élevée. Dans ce cas, un temps de séchage spécifique est défini et le processus est réalisé par frittage en une masse homogène avec du sable précalciné. La quantité de sable appliquée doit être de deux à quatre fois celle de l'échantillon. Le sable est nécessaire pour un séchage uniforme, augmente la porosité et facilite l'élimination de l'humidité. Le processus est effectué dans des tasses en porcelaine pendant 30 minutes, la température est déterminée par le type de produit. Des tasses en aluminium ou en verre peuvent être utilisées à la place des tasses en porcelaine.
- Séchage haute fréquence. Un tel appareil produit un rayonnement infrarouge et se compose généralement de deux plaques, quiinterconnectés. La méthode permet à plusieurs reprises d'accélérer le processus de séchage, et donc l'ensemble de l'étude.
- Méthode de réfractométrie. L'utilisation de cette méthode est généralement pertinente pour les substances contenant beaucoup de saccharose: sucreries, sirops ou jus. Dans ce cas, les indices de réfraction de l'échantillon de la substance et du saccharose sont comparés. Comme l'indice de réfraction dépend de la température, les deux solutions sont placées dans un thermostat avant examen. Cette méthode détermine avec précision la quantité de solides.
Méthodes rarement utilisées
- La méthode de colorimétrie à balayage différentiel consiste à refroidir l'échantillon en dessous du point de congélation de l'eau, tandis que l'eau libre se transformera en un état solide, et lorsque l'échantillon est chauffé, la chaleur dépensée pour faire fondre cette eau peut être trouvée. Et l'eau liée sera définie comme la différence entre l'eau totale et l'eau gelée.
- La méthode des mesures diélectriques est basée sur le fait qu'en présence d'eau partiellement liée, ses propriétés en tant que diélectrique diffèrent grandement de l'échantillon où il n'y a pas une telle eau. Après avoir déterminé les propriétés diélectriques d'un échantillon d'une substance, la teneur en eau libre et liée est trouvée à l'aide de tables spéciales.
- La méthode de mesure de la capacité calorifique consiste à mesurer l'indice d'eau gelée lorsqu'elle est décongelée, lorsque les liaisons hydrogène sont rompues. Lorsque l'humidité de l'échantillon est élevée, la valeur de la capacité calorifique sera déterminée par l'eau libre, dont la capacité calorifique est 2 fois supérieure à celle de la glace.
- La méthode de résonance magnétique nucléaire détermine la mobilité de l'eau dansmatrice fixe. En présence d'eau libre et liée, l'appareil détermine leur présence dans le spectre avec deux lignes à la fois. Un type d'eau ne donne qu'une seule raie spectrale. La méthode est coûteuse, mais très précise, utilisée pour des études approfondies de la structure des substances organiques.
- La méthode densimétrique commence par déterminer la gravité spécifique de l'échantillon. C'est la façon habituelle de calculer l'eau dans les jus, les sirops, les fruits transformés ou les baies avec du sucre. La gravité spécifique est déterminée avec un hydromètre. Sachant cela, nous utilisons les données fournies dans GOST pour la substance d'essai et fixons la teneur en eau de l'échantillon.
Il convient de noter que les méthodes de détermination des solides ne se limitent pas à celles données dans cet article.
Recommandations pour choisir une méthode de recherche
Pour chaque échantillon spécifique d'une substance, d'un produit ou d'un matériau, sa propre méthode de détermination des matières sèches est utilisée. Pour clarifier la méthode, il est nécessaire de se référer aux normes et réglementations nationales qui sont développées pour tous les produits alimentaires et leurs industries.
Normes d'État
Un grand choix de méthodes pour déterminer le résidu sec ne signifie pas un choix indépendant de la méthode souhaitée. Pour le bon déroulement de l'étude, il est nécessaire de se familiariser avec les normes et réglementations nationales pour la réalisation de ces analyses conformément à GOST.
Ainsi, GOST 26808-2017 "Poissons et fruits de mer en conserve. Méthodes de détermination de la matière sèche" et GOST 32640-2012, concernant les méthodes de calcul de la teneur d'une substance dansnourrir. Ils décrivent les processus de manière très détaillée, notent les caractéristiques de leur mise en œuvre, les équipements et le matériel de recherche.
Autres normes et réglementations
En plus des normes nationales, il existe un grand nombre de normes différentes qui déterminent l'exactitude des tests de laboratoire pour chaque type de substance d'essai pour la teneur en matière sèche. Il s'agit de divers OST, TU, PCT, MVI et d'autres normes et standards. Ainsi, par exemple, il existe le RD 118.02.8-88 "Méthode de mesure de la teneur en résidus secs (substances dissoutes) dans les eaux usées."
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